Необходимость прочного мачтового устройства при применении вращающихся направленных антенн не вызывает сомнений. Если коротковолновик имеет в своем распоряжении часть плоской крыши многоэтажки или участок земли перед домом, то пределом мечтаний является антенно-мачтовое устройство от армейской радиорелейной станции Р-404, чаще именуемое в радиолюбительских кругах «УНЖА».
В связи с прошедшим выводом войск из различных стран и республик и сокращением армии, такие мачты сравнительно легко можно получить в воинских частях.
Несколько слов о перевозке таких мачт. На небольшие расстояния элементы мачты перевозятся на автомобиле; при перевозке через несколько областей самым оптимальным вариантом является отправка разобранной мачты по железной дороге в 5-тонном контейнере. Необходимо только оформить перевозку как личные вещи (после приобретения мачта таковой и является), так как сейчас расценки перевозки для населения сравнительно низки.
Секции укладываются в контейнер без проблем, а вот подъемник придется распилить примерно пополам. На новом месте распиленные места аккуратно свариваются (но только с внешней стороны, чтобы не помешать свободному ходу каретки) и усиливаются уголком (также только с внешней стороны).
Полностью смонтированная мачта состоит из подъемника 1, установленного на опорную плиту 2 и выдвигаемых секций 3. В штатном варианте секций — 13 шт , высота полностью развернутой мачты — 30 м.
Размеры и масса элементов
— подъемник — 2,7 м, 220 кг;
— секция — 2.23 м. 50 кг.
Подъемник мачты сварен из стальных профильных уголков. Для последовательного выдвижения секций (при подъеме ствола мачты) подъемник снабжен подвижной системой, состоящей из каретки 4, движущейся на роликах по направляющим посредством привода подъемников 5 со стальным канатом. Кареткой поднимают вставленную в подъемник секцию мачты. В верхнем положении каретки секция фиксируется упорами 6. Каретка опускается вниз, устанавливается следующая секция, и затем поднимают ее, выдвигая ранее поднятую секцию. Таким образом происходит выдвижение всего ствола мачты.
Секция мачты представляет собой четырехгранные фермы, сваренные из стальных уголков. Для стыковки между собой секции оканчиваются конусной поверхностью и штырем на одном конце и конусной поверхностью и втулкой — на другом.
Если количество выдвинутых секций не более трех, то окончательно их можно оставить на упорах 6, в противном случае необходимо ствол мачты упирать в опорную плиту.
При установке мачты на крыше дома необходимо обязательно использовать опорную плиту (штатную или просто стальной лист) для предотвращения повреждения крыши.
Если в качестве опорной плиты используется стальной лист, то для предотвращения возможного сдвига мачты в нижней точке во время эксплуатации необходимо приварить уголки-упоры 1,
хотя эта предосторожность скорее является перестраховкой, так как минимум два яруса оттяжек (о них будет сказано ниже) и минимум 300 кг веса мачты и антенны достаточно прочно фиксируют все сооружение в целом.
Обычно поверхность крыши имеет небольшой скат в стороны водостоков. В этом случае, для придания мачте строго вертикального положения, под основание подъемника (но не опорной плиты) необходимо подложить швеллер 2 или набор стальных полос необходимой толщины.
Подъемник укрепляется растяжками в четырех перпендикулярных направлениях. Конечно, предпочтение следует отдать штатным растяжкам (неважно от какого они по счету яруса) — мощные изоляторы и способ заделки троса трудно повторить в радиолюбительских условиях.
Если штатных растяжек нет, их придется изготавливать самостоятельно. Не стоит пытаться заменить стальной трос каким-либо другим материалом, равно как и экономить на растяжках или количестве ярусов. Вообще, к изготовлению этого узла мачты следует отнестись особенно ответственно — последствия падения сооружения высотой около десяти метров и весом около полутонны могут быть плачевными.
Диаметр троса должен быть не менее 5 мм, а наиболее простой способ заделки троса у изоляторов в местах крепления к подъемнику и основанию крыши следующий:
На некоторых секциях нет штатных узлов крепления оттяжек, в этом случае необходимо с четырех сторон нижней части секции приварить пруток 1 диаметром 10 мм, и к нему крепить оттяжки 2 как на рисунке ниже:
Поворотное устройство
Конструкция мачты однозначно определяет местоположение двигателя — сверху. Для удобства работы двигатель должен демонтироваться с мачты без демонтажа антенны, а антенна должна вращаться в отдельно изготовленном узле вращения.
Узел вращения состоит из двух частей — верхней 1 и нижней 2, соединяющихся замком-вилкой:
Верхняя часть 1 приваривается либо к траверсе антенны (это удобно например для «двойного квадрата»), либо к швеллеру, в котором будет крепиться траверса (для антенны типа «волновой канат»).
Упором 3 узел вращения упирается в подвижную часть подшипника 4.
Предпочтительным является применение упорных подшипников (вся тяжесть антенны приложена на подшипник), но возможно применение и обычных радиальных.
Автор не изготавливал специальные обоймы для крепления подшипников, а. просто приварил их в нескольких точках к пластинам 8, которые, в свою очередь, приварены к секции мачты. Так, конечно, подшипники не крепят, но это самый простой и. в то же время, надежный способ крепления. Важно только как можно меньше нагревать подшипники при сварке (приваривать только в нескольких точках, а не по всему периметру).
Нижняя часть 2 крепится на вату редуктора и фиксируется с помощью шпонки. На валу редукторов, применяемых автором (о них будет сказано ниже), уже есть съемный металлический цилиндр со шпоночным соединением. Остается только снять этот цилиндр, вложить его в отверстие 5 и закрепить в нескольких точках сваркой
На рисунке выше (вид В) цилиндр показан пунктиром.
Выступ 7 предназначен для предотвращения попадания воды внутрь редуктора через неплотности соединения вала с корпусом.
Все размеры некритичны, но нельзя делать узел вращения миниатюрным, так как весь крутящий момент от ветровой нагрузки (особенно если у антенны большая парусность) приложен к нему. Диаметр вала узла вращения не должен быть меньше 40 мм.
Двигатель
Для вращения антенны автором используется механизм МЭО-40/60-0,63-82, применяемый в народном хозяйстве для открывания-закрывания воздуховодов принудительной вентиляции.
Преимущества такого двигателя:
— напряжение питания — 220 В, 50 Гц;
— встроенный червячный редуктор обеспечивает вращение антенны с удобной скоростью — полный оборот на 360( за 1 мин;
— герметичное исполнение:
— габариты двигателя позволяют разместить его внутри секции мачты. Для этого с одной из ее сторон необходимо отрезать наклонно расположенный уголок.
Для крепления двигателя внутри секции приваривается площадка с отверстиями, совпадающими с отверстиями на двигателе, при этом важно выдержать строгую соосность узла вращения с валом двигателя; подключение к двигателю производится через 30-контактный разъем 8:
В отдельном отсеке смонтирован узел управления двигателем (в частности — четыре концевых выключателя), который можно задействовать для простейшего указателя направления излучения антенны.
Если убрать этот узел, на его месте можно установить сельсин-датчик 7, что, конечно, предпочтительно.
Подключение сельсинов:
В статье намеренно не затрагивались вопросы изготовления и применения антенн — эта тема достаточно освещена в радиолюбительской литературе.