Opracowanie inż. Paweł Krajewski (SQ5BLK)

Transkrypt

1 Opracowanie inż. Paweł Krajewski (SQ5BLK)

2 Widok anteny i budynków Nadajnika Babice w początkowej jego działalności, ok r.- część nadawcza POLSKA TRANSATLANTYCKA CENTRALA RADIOTELEGRAFICZNA (PTCR) Zdjęcie: PTCR BABICE 2

3 Historia: 1920 plany Ministerstwa Poczt i Telegrafów utworzenia ogólnopolskiej, państwowej sieci radiotelegraficznej z radiostacjami w: Grudziądzu, Krakowie, Poznaniu (zasięg europejski) i Warszawie (zasięg międzykontynentalny) początek budowy przez Towarzystwo Akcyjne Fabryki Machin i Odlewów K. Rudzki i S-ka": Stacji Odbiorczej w Grodzisku Mazowieckim, Stacji Nadawczej przy Forcie Babice", na terenach między wsiami Babice Stare, Gać, Klaudyn i Wawrzyszew1 października 1923 uruchomienie radiostacji. 17 listopada 1923 uroczyste otwarcie z udziałem Prezydenta RP Stanisława Wojciechow-skiego oraz Ministra Poczt i Telegrafów Jana Moszczyńskiego przejście z własnego zasilania na prąd z Elektrowni Okręgowej w Pruszkowie 1932 instalacja nowych lampowych nadajników produkcji Państwowych Zakładów Tele- i Radiotechnicznych organizacyjnie w składzie Urzędu Telekomunikacyjnego powstanie Urzędu Radiotelegraficznego Babice (od 1936 Boernerowo) 1938 instalacja dwóch nadajników w koszarach Fortu "Babice", dwa nowe maszty antenowe, z fortu transmitowano audycje Polskiego Radia dla Polonii. 8 września 1939 zawieszenie nadawania. 16 września 1939 obsadzenie radiostacji przez 3. Batalion 26. Pułku Piechoty, uzbrojony w trzy armaty przeciwpancerne; oraz 5. Baterię 54. Pułku Artylerii pod dowództwem mjr. Jacka Decowskiego. 27 września 1939 zajęcie radiostacji przez oddział z niemieckiej 19. Dywizji Piechoty radiostacja służy Niemcom do utrzymywania łączności z okrętami Kriegsmarine. jesień 1944 włączenie radiostacji do pasa umocnień Warszawy - instalacja na jednym z masztów opancerzonego stanowiska obserwacyjnego. 16 stycznia 1945 wysadzenie przez Niemców masztów obu stacji. po 1945 uruchomienie w Grodzisku Mazowieckim Stacji Nadawczo-Odbiorczej, działającej do PTCR BABICE 3

4 Stacja Nadawcza Lokalizacja: Warszawa - Boernerowo, Fort "Babice" ("Radiowo"), prostopadle do obecnej ul. Radiowej Powierzchnia terenu: pas długości 4 km i szerokości 0,5-1,2 km Liczba masztów (wież): 10 Rodzaj masztów (wież): kratownicowe stalowe, nitowane Wysokość masztów (wież): 126,5 m Nadajniki: 2 x 200 kw systemu Alexandersona (USA) Producent: Radio Corporation od Amercia Zasilanie: własna elektrownia z silnikiem Diesla z generatorem 500 kw Liczba anten: 2 nadawcze typu wielostrojonego Częstotliwość: 16,4 khz (18,3km) i 14,29 khz (21 km) Znaki wywoławcze: AXL i AXO Stacja Odbiorcza Lokalizacja: Grodzisk Mazowiecki, willa "Czerwony Dwór", rejon obecnej ul. Radiowej Liczba masztów: 3 Rodzaj masztów: drewniane Zasilanie: własna elektrownia z silnikiem Diesla z generatorem Liczba anten: 1 odbiorcza PTCR BABICE 4

5 Zdjęcia z publikacji 400 lat Poczty Polskiej 5

6 Krótki wstęp: W 1922 roku powstała w Polsce Transatlantycka Stacja Radiotelegraficzna, zapewniająca łączność poprzez Atlantyk. Była to największa inwestycja radiokomunikacyjna w II Rzeczypospolitej. Stacja pełniła dwie funkcje: nadawczą w Warszawie i odbiorczą w Grodzisku Mazowieckim. Rozdział tych funkcji był korzystny, gdyż zapewniał maksymalny jej zasięg, przy równoczesnym spełnieniu obu funkcji. Ośrodek nadawczy został usytuowany w rejonie Babic pod Warszawą. Budowa jego i uzasadnienie usytuowania zostały opisane w wielu publikacjach, których wykaz zamieszczam na końcu. Kilka zdań na ten temat podane zostaną w części, o polskiej Nadawczej Transatlantyckiej Stacji Radiotelegraficznej. W skład ośrodka nadawczego Stacji wchodziły: Zespół Nadawczy składający się z Anteny, Nadajnika, Elektrowni i obiektów pomocniczych, takich jak warsztaty, budynki dla obsługi stacji itp. Ogólnie obiekty te również zostały opisane w wielu publikacjach, między innymi wymienionych wcześniej, jednak niezbyt szczegółowo i nie we wszystkich szczegółach w sposób właściwy

7 Najważniejszymi obiektami Stacji były (rys. 1) : Antena i Alternatory ALEXANDERSONA, szwedzkiego wynalazcy tych urządzeń, po wyemigrowaniu do USA inżyniera Firmy RCA (Radio Corporation of America), zajmującej się budową takich urządzeń, także w Polsce w miejscowości BABICE i Szwecji w miejscowości GRIMETON. Obecnie wiadomo gdzie się one znajdowały, gdyż po wysadzęniu ich przez niemieckich saperów, w przeddzień wyzwolenia Warszawy 16 stycznia 1945 roku, pozostały po nich ślady. Natomiast, gdzie się znajdowała elektrownia, trzeci ważny obiekt Stacji, do chwili obecnie nie wiemy PTCR BABICE 7

8 Zdjęcie z publikacji 400 lat Poczty Polskiej 8

9 Zdjęcia z publikacji 400 lat Poczty Polskiej 9

10 Budynek nadajnika, cewka strojeniowa, wsporniki dla ośmiu przewodów zasilających element promieniujący 10

11 Dla prawidłowego nawiązywania łączności, oprócz zespołu nadawczego potrzebny był zespół odbiorczy, a w takim zespole pracowały: nadajnik w Babicach i stacja odbiorcza w Grodzisku Mazowieckim. Nadajnik uroczyście uruchomiony został 17 listopada 1923 roku. Był to jeden z największych nadajników w Europie. Po raz pierwszy polska radiotechnika wybrała tak śmiałe, nowoczesne i tak dalece perspektywiczne rozwiązania. Umożliwiał międzykontynentalną łączność telegraficzną. Już w dniu jego otwarcia prezydent Stanisław WOJCIECHOWSKI wymienił depesze z Prezydentem Stanów Zjednoczonych. Budowa nadajnika, oprócz celów marketingowych, prestiżowych, miała znaczenie polityczne, umożliwiała bowiem kontakt wielu polskich emigrantów z Krajem. Rozpoczęto jego budowę rekonesansem terenów, gdzie mógł on być budowany. Wskazane było, aby był to teren podmokły, którego gleba posiadałaby dobre własności przewodzące oraz uregulowany stan prawny. Teren przeznaczony pod budowę, ze względu na wymogi techniczne jego anteny, powinien mieć długość ok. 4 km i szerokość ok. 1 km. Sugeruje się, o czym jednak wprost nigdzie nie spotkałem wzmianki, a co było nie słuszne, być odpowiednio kierunkowo usytuowany, aby oś anteny była skierowana na Stany Zjednoczone. Wybrano, kierując się przedstawionymi wymaganiami, podmokły teren dawnego poligonu, w okolicy fortu Babice. Budowę rozpoczęto od zawarcia kontraktu 4 sierpnia 1921 roku z firmą Radio Corporation of America (RCA) na budowę wielkiej transatlantyckiej stacji radiotelegraficznej. Firma ta opracowała aparaturę nadawczą, ściśle współpracując z zespołem polskich inżynierów. Działała w systemie sygnału ciągłego, co było wielkim postępem w erze nadajników iskrowych i łukowych, o bardzo niskiej częstotliwości khz, czyli długości fali m, systemem Morse a. 11

12 BOERNEROWO I JEGO ŚWIĄTYNIA, J.B. Raczek, Warszawa 2006, Oficyna Wydawnicza RYTM. 12

13 Fragment terenu Radiostacji na mapie Warszawa północ P39-S32 w skali 1:100000, z 1923 roku, z siatką, bez podziałki 13

14 Zdjęcia z bliźniaczej radiostacji w Grimeton Szwecja Elementy znajdujące się w pobliżu budynku nadawczego: maszt pierwszy i kolejne, przewody zasilające z izolatorami podążające do budynku nadawczego i połączenie do cewki. Ireneusz Dobiech, sierpień 2011 r. Podstawa cewki i cewka w zbliżeniu. Ireneusz Dobiech, sierpień 2011 r PTCR BABICE 14

15 Zdjęcia z bliźniaczej radiostacji w Grimeton Szwecja Ogniwo złożone z dwóch izolatorów i fragmenty połączeń. Ireneusz Dobiech, sierpień 2011 r. Fragment tablicy sterującej z miernikami i przełącznikami. Ireneusz Dobiech, sierpień 2011 r PTCR BABICE 15

16 Zdjęcia z bliźniaczej radiostacji w Grimeton Szwecja Budynek nadawczy Nadajnika w GRIMETON. Ireneusz Dobiech, sierpień 2011 r. Widok alternatora nadajnika w GRIMETON. Ireneusz Dobiech, sierpień 2011 r PTCR BABICE 16

17 Zdjęcia z bliźniaczej radiostacji w Grimeton Szwecja Maszty anteny Nadajnika w GRIMETON Ireneusz Dobiech, sierpień 2011 r. Górna część masztu z przewodami zasilającymi, zestawami izolatorów i zawieszeniem przewodu promieniującego anteny Nadajnika w GRIMETON. Ireneusz Dobiech, sierpień 2011 r PTCR BABICE 17

18 Życiorys: Ernst Fredrik Werner Alexanderson ( ) urodził się w Uppsali, w Szwecji. Ukończył w 1900 r. uczelnię Royal Technical Institute (KTH) w Sztotholmie, następnie spędził pewien czas w Politechnice w Berlinie Charlottenburgu, gdzie otrzymał podstawową rzetelną wiedzę dotyczącą radia. Jego przyszłość została zdecydowana bardzo wcześnie, w wyniku przeczytania przez niego książki Karola P. Steinmetza pt. Teoria i przeliczanie zjawiska prądu przemiennego. Alexanderson wyjechał do USA w 1901 r. i bardzo szybko Steinmetz zarekomendował go do pracy w firmie General Electric (GE) w Schenectady w stanie Nowy Jork. Pozostał tutaj do końca życia, pracując praktycznie nad wszystkim co jest związane z elektrycznością, od prądu przemiennego i stałego, do telewizji i tranzystorów. Jego pomysłami m.in. były: alternator w.cz. oraz tzw. wielostrojeniowa antena, które zostały nazwane jego nazwiskiem. Dzięki tym wynalazkom uzyskano możliwość zwiększenia zasięgu i stabilności, telegraficznej łączności radiowej na falach ultra długich, dla której wykorzystywane były przed nim proste i kłopotliwe w eksploatacji nadajniki iskrowe i łukowe. Gdy miał 94 lata został zarejestrowany jego 345-ty patent. E. F. W. Alexanderson jako młody inżynier General Elektric. Obraz z PTCR BABICE 18

19 Modela generatora ALEXANDERSSONA. Zmiany strumienia magnetycznego przenikając uzwojenia US powodują indukowanie się w nich zmiennego napięcia, którego wartość zależy: od wielkości pola magnetycznego, wielkości szczeliny i szybkości wirowania dysku. Natomiast częstotliwość od szybkości wirowania dysku. Aby zwiększyć efektywność pracy alternatora w.cz. był on wyposażony w dużą większą liczbę rowków oraz uzwojeń sygnałowych. W ten sposób uzyskiwano dużo większe napięcie pulsujące. Łączenie tych zespołów mogło być szeregowe lub równoległe. Jeśli wszystkie uzwojenia sygnałowe w takim alternatorze połączone zostaną szeregowo posobnie, uzyska się wzrost napięcia pulsującego do wartości wynikającej z ilości takich uzwojeń. Rzeczywista waga takiego generatora zastosowanego w PTCR o mocy 200 kw wynosiła kg. Dysk wirował z prędkością 2100 obr/min. w szczelinie o prześwicie 1 mm. Podczas pracy tego urządzenia była wytwarzane dużo ciepła które wymagało odpowiedniego chłodzenia. Zespół uzwojenia sygnałowego takiego alternatora składał się z przewodów połączonych szeregowo posobnie, umieszczonych w rowkach statora i był podzielony na 64 sekcje. Aby uzyskać odpowiednią stabilność sygnału do napędzania takiego generatora używano dwóch rodzajów silników oraz specjalnego regulatora obrotów PTCR BABICE 19

20 Dysk generatora był wprawiany w ruch za pomocą przekładni (2,97:1) oraz dwufazowego silnika asynchronicznego o mocy 500 KM. Pracującym na napięciu V lub jak podają inne źródła silnika trójfazowego pracującego na napięciu przemiennym V i częstotliwości 50 Hz. Dodatkowo oprócz pomieszczeń z alternatorami oraz dwóch zespołów antenowych radiostacja była wyposażona w budynek elektrowni wyposażany w generator o mocy 500 kw. Był to silnik Diesla z prądnicą i baterią akumulatorów który był prawdopodobnie wykorzystywany do napędu alternatorów. Dla przesyłania sygnały Morse a z alternatorem współpracował specjalny układ kluczujący. Sygnał ten przez wzmacniacz magnetyczny i dodatkowe uzwojenie w transformatorze antenowym. Sterował sygnałem w.cz. Płynącym lub nie do anteny. Transformator działał również jako dopasowanie do anteny RT BABICE 20

21 Zestaw przyrządów do modulacji z papierowej taśmy perforowanej Widok w zbliżeniu wyprowadzeń końcówek poszczególnych uzwojeń sygnałowych w zespół PTCR BABICE 21

22 Widok alternatora od strony silnika i wyprowadzeń uzwojeń sygnałowych. 2. Widok przekładni ze wskaźnikami ciśnienia i poziomu oleju oraz tablic z narzędziami. 3. Widok alternatora od strony uzwojeń sygnałowych oraz rur i zaworów obwodów chłodzenia PTCR BABICE 22

23 ZASADA DZIAŁANIA ANTENY NADAWCZEJ System promieniowania składa się z wielu przewodów poziomych PZ o znacznej długości, zawieszonych nad gruntem na wysokich podporach P, od nich izolowanych. System jest podzielony, przykładowo na pięć indywidualnych radiatorów, utworzonych za pomocą oddzielnych uziemionych połączeń 1Z, 2Z, 3Z, 4Z i 5Z dolnych końców cewek indywidualnie strojonych cewek 1C, 2C, 3C, 4C i 5C. Energia do celów sygnałowych jest dostarczana z alternatora wysokiej częstotliwości ALT poprzez transformator TRA za pomocą linii LD do pierwszego w serii radiatora, za pomocą transformatora TR, którego uzwojenie wtórne włączone jest poniżej cewki 1C do uziemienia 1Z. Zatem zasilany jest prądowo. Obwód taki składa się z uziemionego połączenia 1Z, części poziomych przewodników PZ do niego przylegających, cewki 1Ci wtórnego uzwojenia transformatora Tr. Służy on do transformacji podwyższającej napięcia dostarczanego przez transformator TR. Powstała w pierwszym radiatorze energia o wysokim potencjale, dzięki przewodom PZ dostarczana jest z pierwszego do drugiego radiatora, który składa się z połączenia uziemionego 2Z, cewki 2C i części przylegających do niego przewodów PZ. Drugi radiator pracując przy rezonansie prądów, również transformuje energię, ale w kierunku odwrotnym, zamieniając energię o wysokim potencjale i małym prądzie w formę o niższym potencjale i większym prądzie, rzędu prądu w uziemieniu radiatora pierwszego, zapewniając przepływ prądu przez cewkę 2C. Podobny proces zachodzi w pozostałych radiatorach. 23

24 Schemat anteny wielostrojeniowej Alexandersona z pięcioma radiatorami. 24

25 Schemat systemu nadawczego. 25

26 Wnętrze skończonej Stacji Odbiorczej pokazujące zainstalowane trzy odbiorniki długofalowe Głównym źródłem zasilania całej stacji odbiorczej były generatory prądu stałego, napędzane przez dwa silniki benzynowe. Generatory te dostarczały prąd stały o napięciu 220 woltów i znajdowały się w małym budynku, około 200 stóp (ok. 200x0.3048=6.1 m) od budynku odbiorczego. Do napędzania generatorów zasilających jednostki odbiorcze, wykorzystywane były dwa silnikowe zestawy prądotwórcze. Każdy zestaw składał się z silnika 220 V prądu stałego, bezpośrednio podłączonego do generatora 10 V prądu stałego i trój przewodowego? generatora 250 V prądu stałego, napędzający generator 125 V prądu stałego. Maszyny te znajdowały się obok pomieszczenia z aparaturą odbiorczą. Bateria anodowa składała się z 180 komórek akumulatorowych ołowianych ustawionych w trzy grupy po 60 komórek każda, komórki te oceniane są na 15 amperogodzin pojemności. W normalnej eksploatacji dwie z tych grup są wykorzystywane do dostarczania napięcia o wartości 220 V do płyty oscylatora w jednostce detektora synchronicznego, a odczep znajdujący się w punkcie połączenia tych dwóch grup, służy do zasilania napięciem 120 V, wymaganym przez jednostki wzmacniacza PTCR BABICE 26

27 Biuro Centralne: System lokalnej komunikacji między biurem centralnym, stacją odbiorczą oraz stacją nadawczą jest realizowany za pomocą linii telefonicznych poprzez telefon, są w tym celu przewidziane dodatkowe linie. Tak więc niezbędna komunikacja jest prowadzona szybko i łatwo, a personel w stacji nadawczej oraz odbiorczej nie musi być szkolony na telegrafistów, za wyjątkiem, gdy inne obowiązki wymagają tej wiedzy. Wnętrze skończonej Stacji Odbiorczej pokazujące zainstalowane trzy odbiorniki długofalowe PTCR BABICE 27

28 Fundament nogi 3 masztu 5 od zachodu odległej od ulicy Radiowa brukowana STRAŻNICA DRUGA PTCR BABICE 28

29 Szczątki metalowe znajdujące się w miejscu upadku trawersu masztu szóstego Widok najlepiej zachowanej cewki PTCR BABICE 29

30 Widok stalowego pancerza kabla i części kabla, szczątki podstawy cewki masztu drugiego. Na pierwszym planie widok wnętrza prostopadłościennej części podstawy cewki, wnęki z metalowymi elementami oraz na drugim planie jej części cylindrycznej masztu czwartego PTCR BABICE 30

31 PTCR BABICE 31

32 Materiały wykorzystane w prezentacji: Przegląd Elektrotechniczny, Zeszyt 10,1922. Patent Alexandersona w Urzędzie Patentowym USA z 14 listopada 1911 roku, pod numerem 1,008,577. Patent Alexandersona w Urzędzie Patentowym USA z 22 sierpnia 1922 roku, pod numerem 1,426,943. BOERNEROWO I JEGO ŚWIĄTYNIA, J.B. Raczek, Warszawa 2006, Oficyna Wydawnicza RYTM. Materiały udostępnione ze stron internetowych oraz opracowania Pana Irenusza Dobiecha. DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ PTCR BABICE 32