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.
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.
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.
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.
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.
3. Что получилось
3.1. Fotos TM
3.2. Metal TM
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
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.
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.
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.
© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»
Комментарии (34)
tormozedison
05.09.2025 14:59Да, был период, когда лампы прямого накала тоже оказывались весьма прожорливыми.
В домашней мастерской такое лучше не делать. Волокна асбеста, пока лампа не загерметизирована, могут попадать в лёгкие. Вольфрам с торием при механообработке - тоже.
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59В газонаполненной лампе может быть не обязательно асбест, да и столь его невеликое количество -- пустяк по сравнению с асбестом в печах отопительных и электрических. Вместо пористого асбеста в таком отростке скорее всего можно применить цеолит или алюмогель. Папалекси аналогичные лампы наполнял парами ртути (это конечно час от часу не легче), а в отросток помещал толику альмагамы. Такие лампы, кстати сказать, нормально работают только при оптимальном давлении газа, которое меняется при работе или в зависимости от внешних условий. И нигде не пишут какое это давление.
Подходящую проволоку торированного вольфрама в небольших количествах, увы найти не удалось -- в таком виде, материал сейчас экзотический. Механически обрабатывать её пришлось бы едва ли. Только выпрямить и протравить.
DmitriiR
05.09.2025 14:59Электроды для TIG торированные бывают
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59Я знаю, спасибо -- как раз недавно пристрастился к аргоно-дуговой сварке. Такие мысли, признаться, мелькали, да. Только самые тонкие WT-20 что мне попадались -- 1 мм. Представьте сколько их нужно будет травить, чтобы получить хоть сколько-то допустимый ток накала. Разве что в порядке эксперимента...
tormozedison
05.09.2025 14:59При применении по назначению - сварке - он тоже распыляется в воздух и попадает в лёгкие. Решается работой только на открытом воздухе с огромным вентилятором, направленным от себя. При травлении - растворяется и попадает в электролит, и если тот высохнет - опять пыль, и в лёгкие. Или испарится - и пар в лёгкие.
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59Да, о ТБ придётся побеспокоится, и вообще, в любительскую мастерскую, по возможности, поменьше тащить опасных материалов. Тут недоступность подходящего торированного вольфрама на руку. Если уж задаваться целью эффективных катодов в самодельных ПУ лампах, то сразу прицеливаться на оксидные, хотя их изготовление на порядок сложнее.
GidraVydra
05.09.2025 14:59При травлении - растворяется и попадает в электролит, и если тот высохнет - опять пыль, и в лёгкие. Или испарится - и пар в лёгкие.А ещё может прилететь ториевый метеорит и упасть прямо в легкие. Вы в своей паранойе уже начали придумывать какие-то откровенно бредовые сценарии.
vvzvlad
05.09.2025 14:59При применении по назначению - сварке - он тоже распыляется в воздух и попадает в лёгкие. Решается работой только на открытом воздухе с огромным вентилятором, направленным от себя. При травлении - растворяется и попадает в электролит, и если тот высохнет - опять пыль, и в лёгкие. Или испарится - и пар в лёгкие.
Кто распыляется? Вольфрам-то с температурой кипени 5к градусов? Или торий с 4.7к? Кто испаряется? Электролит? С чего бы ему испаряться, если там из летучего вода и кислота? Вы несете какую-то параноидальную фигню.
Типа, тысячи сварщиков пользуются ториевыми электродами и норм. Ториевые сетки производятся тысячами, и тоже никто не парится особо.
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59Да, при работе с применением WT-20 более всего следует опасаться его пыли при заточке.
tormozedison
05.09.2025 14:59Встречал, кстати, рекомендации не применять калильные сетки в помещениях.
dragonnur
05.09.2025 14:59Такие лампы, кстати сказать, нормально работают только при оптимальном давлении газа, которое меняется при работе или в зависимости от внешних условий. И нигде не пишут какое это давление.
А ведь я где-то графики видел таких давлений, но не помню, где :-(
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59Жаль, жаль. Ну если попадётся на глаза, не откажите прислать! Может быть попробую такой эксперимент сделать.
dragonnur
05.09.2025 14:59с бариевым напылением — т. н. азидный процесс
Азид бария плюс металлический титан на заземлённой "ложечке", высокий минус на слабо подогретой нити?
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59Это скорее похоже на катодный нагрев разрядом, только на нить тогда высокий плюс.
Азидный процесс -- это когда азид бария наносится на внутреннюю часть анода, а при откачке разогревают его ТВЧ. Барий испаряется на катод -- нить накала. Но и на сетку, и изоляторы с очевидными последствиями. Плюс -- азид бария здорово ядовит и взрывоопасен.
dragonnur
05.09.2025 14:59Ионный ветер летит встречно электронам, я думал, барий высасывается высоким из "подпаленного" тем же ТВЧ самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, заодно выступая геттером. Как раз в таком случае на сетки можно подать плюс и ионы их бомбардировать не будут.
Зато из азидов получается отличные (в т.ч. "сигнальные") инсектициды. :-)
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59К слову сказать, буквально недавно встретил описание где-то похожего и довольно изящного способа связывания оставшихся в колбе ЭВП газов -- ионизация и ускорение в тлеющем разряде распыляемого вольфрама (простого прямонакального катода). Известно -- распыляясь в вакууме, многие металлы в той или иной степени связывают газы. W это делает не лучшем образом, зато в некоторых приборах он уже есть и как раз в виде нагревателя. Использование вредного явления с пользой и без всяких других дополнительных элементов -- красиво.
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59А, понял. Может быть и так. Кажется, не слишком технологично для массового производства, но в лабораторных условиях может оказаться полезным. Я же предположил, что зажигается тлеющий разряд, и катодным нагревом разогревается тарелочка геттера. А там как обычно -- испарённый барий конденсируется на холодной колбе.
Да! Как восстановитель бария из окиси, вместо титана в некоторых серийных лампах применяли тантал. Видимо это удобнее, хотя в электровакуумную эпоху титан отчего-то использовали мало.
Prohard
05.09.2025 14:59ГМ-100 всем триодам триод!
BabayMazay Автор
05.09.2025 14:59Красивая лампа, слов нет, да и размерчик -- ни чета пальчиковым заморышам -- двумя руками держать придётся : )
da-nie
Одними диодами и триодами ЭВП не исперпываются. :) Есть много очень необычных электронно-вакуумных приборов.
BabayMazay Автор
Спасибо, я знаю, что кроме ламп приёмно-усилительных, есть и масса приборов специфических, которые, Вы совершенно правы, обычно рассматриваю факультативно. Тут наверное дело в том, что основной предмет моего интереса -- самодельные ЭВП для радиосвязи -- этакая технико-историческая реконструкция в домашней мастерской. Фотоумножителями и другими ЛБВ я искренне восхищаюсь, но несколько отстранённо -- с моими скромными возможностями, такое сделать будет сложно. А вот первые радиолампы рассматриваю буквально облизываясь.
tormozedison
Просто газонаполненный фотоэлемент как раз при ваших возможностях получится. Блогер Дмитрий Компанец когда-то открыл способность неоновой лампы ИНС-1 вырабатывать какие-то милливольты под действием света без источника питания. Я за ним проверял, да, может. Неонки других типов - нет. Значит, именно у этой - покрытие катода с низкой работой выхода электрона. Делать газонаполненные приборы низкого давления вы уже умеете, осталось найти, чем покрывать катод.
Фотоэлемент с реакцией на жёсткий ультрафиолет можно и без баллона. Катод из оцинковки. Источник питания - заряженный электрометр. Известный опыт. Раньше на него светили дугой, теперь существуют светодиоды соотв. диапазона для УФ-обеззараживателей.
Встречал также сообщения об очень слабой реакции на ультрафиолет ионизационных камер, совершенно для этого не предназначенных, но там механизм другой, поэтому и катод из чего угодно, и ультрафиолет любой, хоть 360 нм - ионизируется воздух.
BabayMazay Автор
Мой, можно сказать идейный наставник, делал в своей мастерской практические чувствительные фотоэлементы для астрономии. Цезий-сурмянистый (?) и ещё какие-то. Процесс долгий и сложный, тем более, если в приборе нужно окно из оптического стекла или линза, но вполне осуществимый даже при невеликом самодельном оборудовании.
tormozedison
А по сравнению с, например, кенотроном - проще или сложнее?
BabayMazay Автор
―Я вам про что толкую? Про смысл бытия! Для чего живет человек на земле? Скажите!
―Как же так сразу? И потом - где живет?… Ежели у нас, в Смоленской губернии, это одно… А ежели в Тамбовской - другое…
На мой вкус -- сложнее и намного, но конечно, смотря по тому, какой это кенотрон. Ежели простая вольфрамовая нить накала с пластинкой анода, то вроде ничего сложно, а вот если катод оксидный, то дело совсем другое. Помянутый самодельный фотоэлемент, кстати сказать -- цезий-теллуровый, но это как пример. Может быть и TeRb2, TeK2 и другие. Предлагаю полюбопытствовать и оценить.
tormozedison
Самый простой и грубый газонаполненный фотоэлемент, реагирующий на видимый свет (ибо реагирующий только на жёсткий ультрафиолет - слишком прост, и потому не рассматривается) по сравнению с самым простым и грубым кенотроном, способным вообще выпрямлять.
BabayMazay Автор
Да, сравнительно низковольтный кенотрон, можно попробовать сделать даже с форвакуумом -- с нитью накала из платины. Тонкая и в небольших количествах, она вполне доступна.
tormozedison
А простейший фотоэлемент с внешним фотоэффектом, реагирующий на видимый свет, для сравнения, насколько легко осуществим?
BabayMazay Автор
Не могу сказать -- никогда специально этой областью не интересовался. Вроде бы требования к электровакуумным фотоэлементам в принципе повышенные -- вакуум, чистота материалов.
Moog_Prodigy
Смотря что за фотоэлемент. Можно сделать лампу с двумя сетками, форвакуумом, на сетки напряжение и контролировать микроамперы. На свет еще как будет реагировать. И сделать просто. Даже обычные некоторые радиолампы меняют характеристики под лучом света или лазера. Но наверняка вы не про то. А если с выходом, то там и чистота другая, и материалы уже не так просто найти.
BabayMazay Автор
Материалы электродов там как правило -- ничего для ЭВП особенного, а вот чувствительный слой может быть довольно экзотическим. К счастью, эти микроколичества можно получать из более или менее доступных солей, часто прямо в лампе. Так же как и геттеры или оксидные катоды ПУЛ. Но общий процесс может быть довольно мудрёным.