Вижте в Sandacite.BG уникален репортаж от радиопредавателя във Вакарел!

С днешната си публикация продължаваме стремглавото си гмуркане в дълбините на българската радиоистория. 

Сигурни сме, че всички редовни читатели на нашия сайт и насън да ги бутнеш, ще знаят историята на легендарния радиопредавател край с. Вакарел, известен и като София-5. Пусната в експлоатация за пръв път на 17.ХІ-1937 г., до 31.ХІІ.2014 г., тази радиопредавателна станция (РПС) е душата и сърцето на българското радио – откакто РПС Вакарел започва да излъчва, из Европа започват ясно да се чуват емисиите на Радио София, излъчвани на вълна 352.9 м / 850 KCs с мощност 100 kW.

Антената на този предавател, тип Blaw-Knox, е чудо на техниката на своето време. Тя има ромбоидна форма, висока е 215 ми тежи 130 тона. Укрепена е с четири железни обтегача. От този тип в България има още една антена и за нея наскоро Ви разказахме. Тя се намира в Стара Загора и е построена също през 1936 г., но от унгарската фирма Standart. В Европа са останали само още две такива антени – по една в Англия и Унгария.

Ето как тогава техникът Иван Хаджийски разказва за строителството на Вакарелския предавател: „През 1936 г. година на високият хълм до село Вакарел започна строежа … Изправяше се голямата вретеновидна антифадингова антена, висока 214 метра, която в основата си се крепеше върху стъклен изолатор, придържана с четири яки стоманени въжета. Копаеше се дълбок ров, в който се полагаше специален високочестотен кабел за връзка със студиото в София. Изграждането на предавателя се ръководеше от специалисти на фирмата-строител „Телефункен”, но в строежа участваха и много наши работници, техници и инженери, между които инж. Станислав Мартулков, инж. Пипев, инж. Коларов”.

Талантливият електронен инженер и преподавател Станислав Мартулков дава подробно описание на обекта през 1938 г. в Годишника на БИАД: „Мястото на новия предавател е избрано след основни проучвания – около 905 м. над морското равнище, на 37 км. от София, около 2.5 км пред Вакарел … Сигнализацията на антената за аероплани става посредством въртящи се прожектори от хиляда вата, с червена светлина, застроени на 15 метра високи мачти от двете страни на антената”.

Инж. Григор Узунов пък описва антената на РПС Вакарел: „Антената на мощния предавател край село Вакарел, строена от фирма „Хайн-Леман”, Берлин, е желязна мачтова конструкция с рибена форма (широка в средата ѝ заострена в краищата) с височина 179 метра. На върха антената е удължена с металически прът, който увеличава височината и със 17 метра, така, че цялата височина е 196 метра. (по други пресмятания височината е 199.82 м). За проводници на тока служат четирите ръбни греди, захранването на антената става в долния край с тръбен проводник”.

Инж. К. Тодоров: „От средата ѝ са опънати стоманени въжета (от 93-я метър), четири на брой, дебели по 60 мм, съставени от по 121 жици. Основата на мачтата е бетонен блок, тежък 48 тона, а блоковете, за които са заковани въжетата, са по 67 тона единият”.

През своето близо 80-годиншо съществуване националният радиопредавател край Вакарел не е засегнат от нито едно природно бедствие – земетръс или ураган. През Втората световна е пощаден от бомбени разрушения, защото служи за ориентир на англо-американските летци.

След 1944 г. предавателят започва да се нарича „Предавател Христо Ботев”, също като известната комунистическа станция „Христо Ботев”. Поради липса на електронни лампи и други резервни части, предавателят работи с едва около 40 – 50 kW мощност. Затова през 1950 г. Главната дирекция на радиоразпръсквантое сключва договор с унгарската фирма „Standard” за ремонтиране на изпосталялото съоръжение. На 24 февруари 1954 г. обновеният Вакарел е пуснат в експлоатация с възобновена мощност от 100 kW.

РПС Вакарел е сред последните дълговълнови предаватели в света. Излъчените оттук програми са се чували много добре в цялата страна и голяма част от Европа, преди да бъде изключен на 31.ХІІ.2014 г., в 22:00 ч. централно координирано време (24:00 българско време).

Именно за това ще си поговорим днес. Тази обширна статия от списание Наука за всички г. VІ (1937), бр. 4 е изцяло посветена на откриването на най-мощния тогава български радиопредавател – Вакарелският – съществувал и изпълнявал вярно службата си до края на 2014 година. Тя е изключително подробна – цялата конструкция на предавателя е разгледана стъпало по стъпало и е обърнато внимание и на непознати подробности, които са крайно любопитни! Има и снимки, които показват тайни места от самата вътрешност на РПС-то, където сега човешки крак едва ли ще влезе да фотографира. С радост я изровихме за Вac. :)

Нека се пренесем назад във времето:

,,Новият радиопредавател се намира при с. Вакарел, на 36 клм. от София, и е свързан с подземен специален кабел с студиото в София. По то­зи кабел се провеждат говорните електрически токове, произведени от микрофона и усилени в сту­диото. Поради затихването по кабела, тези токове се усилват още веднаж в предавателна­та станция, след което модулират носящия високофреквентен ток (носящата вълна) на предавателя. Носящият модулиран ток се усилва в пре­давателните стъпала до край­ната мощ и се отвежда към антената, за да бъде излъчен от нея във форма на електро­магнитни вълни в простран­ството. Така, самият радиопре­давател има за задача да про­изведе носящия ток с висо­ка честота (висока фреквенция), да съчетае низкофреквентните говорни токове с носящите такива, т. е. да ги модулира, да ги усили и най-после да ги из­лъчи чрез предавателната ан­тена:

Всички тези процеси, с из­ключение на излъчването, се извършват от предавателни­те радиолампи в смислено съ­четание с индукционни мака­ри, кондензатори и омови съ­противления. Самият предава­тел образува 6 стъпала. Първото стъ­пало се състои от една радиолампа, в която се поражда променливият носящ ток с 850 000 колебания (тре­птения) в секунда или, както се казва, с 850 000 херца. Колебанията на този ток определят дължината на вълна­та, равна на 252,9 м. 

Първото предавателно стъпало про­извежда съвсем малка електрическа енергия, само колкото е нужна да въз­бужда, да управлява следващото стъпало, затова се казва още и управля­ваща стъпало или осцилатор. Главна­та заддча, която се поставя на управляващето стъпало, е то да произвежда постоянни колебания на носящата вълна, т. е. броят на колебанията на про­менливия ток да не се изменя с теж­нение на времето – било от външни, било пък от зараждащи се вжтре в самата уредба причини. Броят на клебанията на всяка осцилаторна уредба се определя, както е известно, от елелектрическите стойности на индукционната макара и кондензатора, свързани в тъй наре­чения резонансов кръг.

Изисквания­та, обаче, за постоянството на вълната на един радиопредавател  днес са тъй големи, че резонансовият кръг в този си вид поради чувствителностьта му към температурни промени, се явява неподходящ. Затова в решетковия кръг на осцилаторното стж­пало е включен един кварцов кри­стал във форма на крг, който има свойството да поддържа едно голямо постоянство на електричните колебания. Броят на последните в секунда се определя от размерите на квар­цовия кристал и главно от дебелината на кръга. Затова от голямо значение е точното шлифоване на кристала, така че той да отговаря на искания брой колебания на тока на носящата вълна.

За още по-голямо постоянство на вълната, кварцовият кристал е встроен в един стъклен балон, подоб­но на радиоприемателна лампа, в вътрешността на който автоматично се поддържа една постоянна температура. По този начин определящите броя на колебанията размери на кварцовия кристал са независими от темпера­турните разлики на предавателната зала.

Електрическите колебания от анодния кръг на осцилаторната лампа се предават по индуктивен път после­дователно на решетката на второто и третото стъпало. Тук колебанията само се усилват, без да претърпяват каквито и да било видоизменения, и тях­ната амплитуда остава постоянна.

Едва в четвъртото, модулационното стъпало, освен усилване на електрическите ко­лебания, става изменение още и на го­лемината на техната амплитуда в такт с говора и музиката. Този процес, чрез който низкофреквентните токове видоизменят носящите високофреквентни токове, за да могат те да бъдат пренесени безжично на големи разсто­яния, наричаме модулация. Електрически модулацията се извършва, като при­стигналите и усилени в предавател­ната станция низкофреквенти токове се въвеждат през един трансформатор в решетъчния кръг на четвър­тото стъпало. От взаимното въздей­ствие на високофр. и низкофр. ток върху решетката на лампата се полу­чава именно модулираното колебание, което носи вече с себе си звука. 

Този начин на модулиране, който се използва от предавателя във Вакарел, се казва модулация на решетковото напрежение и се прилага с успех при всички мощни предаватели.

Така модулираните вече колебания се предават по индуктивен начин от анодния кръг на IV стъпало на ре­шетката на V стъпало, за да бъдат усилени и по същия начин проведени към последното стъпало.

Петото предпоследно стъпало се състои от шест предавателни лампи, две от които в резерва, а четири могат да се включват по избор 2 по 2 в противотактна схема. По този начин, в слу­чай на повреда на някоя от предава­телните лампи в това стъпало, изключването на повредената и включването на нейно място на една от готово монтирани­те резервни лампи може да стане бързо и удобно, само с заврътване на един ключ. Петото стъпало усилва мощността на модулираните колебания на 25 киловата и ги пре­дава на VI, крайно стъпало, или както се казва още, мощно стжпало, понеже то е, което повишава мощностьта на 100 киловата.

Последното стъпало се състои от 4 големи предадавателни лампи, 2 от които запасни и могат също да се превключат в случай на повреда на лампите, които са в действие.

Както винаги, тъй и тук, за нама­ляване на хармоничните, лампите в последното стъпало са съединени в противотакт. В последното стъпало, както в всички предшестващи пре­давателни стъпала, анодният кръг на лампите е свързан с един трептящ кръг от паралелно свързани кондензатор и индукционна макара. На­стройването на отделните трептящи кръгове в резонанс с произведе­ното от осцилатора колебание става чрез изменение на индукцията с един вариометър. Скопчването на трептящия аноден кръг с решетъч­ния на следващите стжпала става ин­дуктивно.

Всяко предавателно стъпало, разгле­ждано по отношение на трансформирането на електрическата енергия, пред­ставлява един преобръщач на правотокова в високофреквентна енер­гия — от една страна захранваме лампата с право отоплително, анодно и решетъчно напрежения, а от друга — получаваме високофреквентни колеба­ния.

И тук, както при всяко друго пре­минаване на един вид енергия в друг, това е свързано със загуба на енер­гия, която се проявява във вид на топлина. При предавателните лампи с по-малка мощност топлината се излъчва нор­мално в околното пространство. При V и IV стъпала, обаче, гдето прера­ботената електрическа енергия е голяма, топлинните загуби са извънредно големи (около 300 киловата) и за да не разрушат лампите, образуваната топлина трябва да се отведе по изкуствен начин, напр., чрез водноохлаждане.

Съответно на този начин  на охлаждане, конструкцията на лам­пите от V и VI стъпало е по-осо­бена от тази на въздушноохлажданите лампи. Анодът на лампата е двустенен, за да може охладителната вода да циркулира и отнема от него топлината – този анод е плътно споен с стъклото и съставлява една част от външната обвивка на лампата. Охла­ждането става с дестилирана вода, която под натиска на една помпа се намира в постоянно краговръщение. След преминаването й през лампи­те, гдето се нагрява макс. до 50° Целзий, де­стилираната вода се охлажда в един цилиндричен меден котел с надлъжни тржби, като протича от единия към другия край на котела. Отнемане­то на топлината става от обикновена вода, която протича през тръбите на котела в обратна посока на дестили­раната вода. Кръгът на обикновената вода е съвсем отделенъ; тя се нами­ра сжщо в постоянно кръговръщение чрез една помпа и, като се стопли, се охлажда чрез оросяване в един каминен охладителю. Охладителната инсталация, заедно с предвидените монтирани резервни помпени агрегати и охладителя, заемат едно цяло по­мещение.

Температурата и количеството на про­тичащата охладителна вода се контро­лира във всеки отделен кръг чрез съответни апарати от едно централно место — предавателна маса (пултъ).

Анодният трептящ кръг на после­дното стъпало е скопчан индуктивно с тъй наречения вторичен крг, който има за задача да пречистя осно­вното (носящето) колебание от хар­моничните. За същата цел този кръг е скопчан капацитивно за хранителния проводник на антената.

За да се избегне обратното влияние на антената върху предавателя, същата е построена на 100 м. вън от пре­давателя. Високофреквентната енергия се провежда до нея по две концен­трични тръби, от които външната е за­земена. Този хранителен концентричен проводник е лишен от способността да излъчва енергията – това трябва да се извършва изключително от антената. За да не става рефлектиране на другия край на проводника, последният е свързан с антената по особен начин чрез кондензатор и индукционни макари, които служат същевремено за настройване на антената в резонанс.

Мачтата на антената има вретенообразна форма; висока е 215 м., тежка 130 тона и се крепи върху един стеатитов изолатор от четири обтегнати въжета. Тази конструкция на антена има свойство да излъчва повече енергия в хоризонтална посока, отколкото нагоре в пространството, вследствие на което свободната от фединг зона се увеличава значително. 

Захранването на радиопредавателна­та станция Вакарел с електрическа енергия става от централата в Мала Църква при Самоков по един далекопровод за 15,000 волта. В станцията това напрежение се трансформира на 12,000 волта за желязно-живачните изпра­вители за анодно напрежение, и на 220/380 волта за захранване на всички електромотори, осветление, отопление на последното стъпало и др. помощни кръгове.

Предавателните стъпала са преградени от стъклена стена и врати. Когато те се отворят, предавателят автоматично спира да работи, за да не стават нещастия

Отоплението на всички предавателни стъпала, с изключение на второто и последното, става с прав ток, произвеждан от една моторно-генератор­на група за 20 волта прав ток. Към същата група е куплирано и едно динамо за 220 волта за възбуждане другите динама, за решетъчно напрежение на VI стъпало, за релета и др. 

Металният канал между предавателя и антената е поставен върху малки колелца на релси върху отделни колони за да селдва промените в температурата

Отоплението на VI стъпало става с обикновен променлив ток, който се регулира автоматически на едно постоянно напрежение и се трансформира за всяка лампа поотделно на 17 волта и 2,000 ампера. Поради този силен ток вторичните трансформа­торни намотки са от тръба, през която тече охладителна вода. За да се избегнат грамадните токови удари, при включване на отоплението в VI стъпало последното се включва постепенно по ав­томатически път.

Решетъчните напрежения на IV и VI стъпало се вземат от машини, a V получава решетъчното си напрежение от лампов изправител с живачни пари. Първото, второто и третото предавателни стъпала получават анодните си напрежения от 11 000 волта от желязно-живачен изправител със специално и твърде сложно устройство. Този вид изправители имат свойството, че при късо съединение (прескачане на искра), в някоя от предавателните лампи, високото напрежение в същия миг автоматически спада на нула и след изчезване на искрата (която трае само един миг), напрежението авто­матически се покачва на нормалната си височина. По този начин скъпите предавателни лампи се предпазват от повреда и не става нужда да се изключват главните прекъсвачи и да се прекъсва предаването. Пускането и спирането на предавателя става чрез натискане на копчета от едно цен­трално място – предавателния пулт, в който са съсредоточени и по-важните инструменти за наблюдения.

При отваряне на капаците или вратите на кутиите и кабините, в които се намират апарати под високо напрежение, то автоматически се изключва, така че не съществува никаква опасност за обслужващия персонал. Освен това, ако се появи нередовност в някои от предавателните кръгове, с което се застрашава здравината на лампите или няко друг апарат, предавателят не може да се включи, докато нередовността не се открие и отстрани. 

Първите три предавателни стъпала, заедно с низкофреквентните усилва­тели и някои контролни апарати, са монтирани на високи стойки в предава­телното помещение. По-голямата част от това помещение, обаче, се заема от последните три предавателни стъпала, които са разположени и монтирани открито. В предавателното поме­щение, гдето се преработва близу 600 конски сили енергия, няма никакви движещи се машини; всичко е тихо и спокойно. Човек, изправен пред тези мъртви апарати, едва подозира за грамадната енергия, която се крие в в техъ. Само когато природните за­кони, които управляват тяхното дей­ствие, бъдат смутени, когато се яви някое препятствие в правилния ход на протичащата енергия и когато тя избуи с своята опустошителна сила, ние узнаваме какви огромни сили се крият в тази наглед кротка система“.

Автор: инж. Иван Ганчев

Ако желаете да изтеглите цялата статия в DjVu ето линк – rps-vakarel