TUTKAIN 4/2020 Tutkamieskilta ry:n jäsentiedote ISSN 2670-0689 (painettu) ISSN 2670-0697 (verkkojulkaisu) Jukka Kaleva /Tutkamieskilta Lylytie 11 11120 Riihimäki jukka.kaleva@elisanet.fi p. 040 9616111 Kuvassa Raija -ilmavalvontatutkan näyttölaitteiden käyttöperiaate. Kuva liittyy aihetta käsittelevään kirjoitukseen sisäsivuilla. Tämä Tutkain valottaakin hieman vanhempaa ilmavalvontatutkatekniikkaa, kuin kesällä historiaan siirtynyttä Keva 78 -tutkaa. Näiden Raija- ja VRRVI -tutkien hankintaa ja valmistusta on käsitelty aiemmissa Tutkaimissa. Nyt annetaan kuva niiden tekniikasta. Tuulivoimaa on käytetty ennenkin. Tästäkin on kirjoitus. Tutkamieskillan syyskokous siirtyy tammikuulle.
SIHTEERIN TIEDOTTEITA Hyvää syksyä killan väki. Korona on melkoisesti hiljentänyt kiltatoimintaa kuluvan vuoden aikana. Oma radiopäivämme ja kaavailtu kesäretki peruuntuivat. Samoin on peruuntunut monien toimijoiden tapahtumat, joihin olemme vakiintuneen tavan mukaan osallistuneet. Keva -historiikin tekeminen on jatkunut, tosin haastattelutoiminta on hiljentynyt. Historiikista ja Keva 78 -tutkan sammutuksesta luimmekin jo edellisestä, Erikois- Tutkaimesta. Tuo tiedote tuli sopivaan tilanteeseen, koska tällaisena rajoitetun toiminnan aikana on tiedotus tärkeää. Historiikki valmistunee ensi vuoden aikana. Sen julkaisuun on tarkoitus yhdistää esitelmätai seminaaritilaisuudet Tikkakosken ja Riihimäen alueella. Tähän tullaan palaamaan, kun saamme lisätietoa asiasta. Toivottavasti korona ei estä näitä tapahtumia. Tässä Tutkaimessa on kirjoitusta ilmavalvontatutkista ennen Kevaa, Raijasta ja VRRVI:stä. Edellisessä erikoisnumerossa kerrottiin Kevan tekniikasta. Ilmavalvonta on siis korostetusti esillä. Jatkossa on tarkoitus kirjoittaa muistakin tutkista ja tutkiin liittyvistä asioista. Tässä voi jäsenistökin osallistua kirjoittamiseen. Juttuja kaivataan aina. Korona-aika pitää meidät varuillaan. Viimeaikaiset tartuntamäärät ovat niin suuria, että emme pidä syksyllä yhtään yleistä kokousta. Syyskokouksemme siirtyy tammikuulle. Silloin vahvistetaan toimintasuunnitelma ja talousarvio vuodelle 2021. Samoin suoritetaan tarvittavat henkilövalinnat. Nykyjohtokunnan toimikautta jatketaan siihen saakka. Edetään tästä kohti parempaa tulevaa vuotta ja pysytään terveinä. Liiton (MPKL) toimistossa on tapahtunut muutoksia. Tämä on näkynyt mm. jäsenmaksujen laskuttamisessa. Ollaan tilanteen suhteen kärsivällisiä. Tietotekniikkahan tunnetusti helpottaa ihmisten työtä. jk TAMPEREEN ILMASILTA - Esitelmätilaisuudet Suomalainen Klubi, Puutarhakatu 13, Tampere 21.10.2020 klo 18.00 eversti Aki Heikkinen SATLSTO JA HX-HANKE 18.11.2020 klo 18.00 Aarno Liusvaara TALVISODAN ILMATOIMINTA Keräämme varat kokouskuluihin järjestämällä arpajaiset. Klubikahvit hintaan 10 euroa. Tarkkaillaan viranomaisten kokoontumissuosituksia ja otetaan ne huomion. Tervetuloa
Tuulivoimaa Tuulivoimaa on käytetty aikojen alusta. Tuulivoimalla ovat liikkuneet laivat, viljat on jauhettu ja vettä pumpattu. Sähköistämättömillä alueilla tuulivoimalla on ladattu akkuja jo vuosikymmeniä. Paikalliseen mökkikäyttöön saa nykyisinkin tuulivoimaloita. Isot tuulipuistot syöttävät sähköä valtakunnan verkkoon. Tuulivoimaa käytettiin sotienkin aikana, sen ajan lehdistä löytyi seuraavia tietoja. ARMA-tuulilataaja Helsingin Sanomissa oli 25.10.1941 ARMA-tuulilataajan mainos, jossa oli kaksi eri tehonluokan lataajaa. Wateista ei kirjoitettu, mutta pienempi oli 5:n lampun malli ja isompi 15:n lampun malli. Mainosteksti kehui sähköä ja tuulilataajaa: SÄHKÖ on paras valaistuskeino: kirkas, hajuton, palo- ja räjähdysvaraton, syttyy ja sammuu sormen painamalla. ARMA-tuulilataaja antaa ilmaista sähköä ilmasta suuri sellaisilla seuduilla, joissa sähköjohtoja ei vielä ole. Se lataa myös radioakut. Niitä on jo satoja käytössä kautta Suomen. Tuo sanonta palovaaraton on hauska maininta. Ammattikoulun aikaan 60-luvulla opettaja kertoi tarinaa 50-luvun palotutkinnasta. Siihen aikaan palojen syyksi laitettiin sähkö, jollei muuta keksitty. Tarinan viesti oli, että palon syttymissyytä ei saatu selville, koska palanneessa rakennuksessa ei ollut sähkölaitteita. Arma-tuulilataajan ohjeen mukaan lataajan potkuri tulee olla mahdollisimman vapaassa ilmavirrassa, jossa ei ole rakennuksen tai puiden aiheuttamia pyörteitä. Kuva on Arma-tuulilataajan asennus- ja käyttöohjeesta. Tuon mainitun mainoksen takana oli Oy ARMA Ab Insinööritoimisto. Kansallisarkiston digitallenteista löytyneen, vuodelta 1943 oleva, lataajan asennus- ja käyttöohje kertoi ARMA-tuulilataajan olevan kotimaisen yritteliäisyyden voitto, sillä aiemmin lataajia tuotettiin Amerikasta.
Arma-tuulilataajan kaavio. Mittarilla varustettu laite on kojetaulu ja sen kytkentä on vasemmalla. Kuva on Arma-tuulilataajan asennusja käyttöohjeesta Ohjeessa oleva tuulilataajan nimellisteho oli 150 wattia ja lataaja latasi 6 voltin akkuja. Lataajan generaattorin olivat suunnitelleet Suomen suurimman sähkökonetehtaan insinöörit ja potkurin maamme arvossapidetyimmät ilmailun asiantuntijat. Koko laite oli aerodynaamisesti tutkittu Valtion Lentokonetehtaan ilmatunnelissa. Potkurin rakennusaineeksi oli käytetty ainoastaan virallisesti hyväksyttyä lentokonerakennuspuuta. Asennusohjeen mukaan laitteisto oli tarkoitettu pääasiassa rakennuksen valaistukseen. Mutta myös radion akkuja sillä voi ladata. Ladattaessa 2 ja 4 voltin akkuja käytettiin vastusta akkujen kanssa sarjassa. Ohje mainitsi, että vastuksen suuruus riippuu radioakun laadusta ja suuruudesta, ja sen voi ammattimies mitoittaa ja valmistaa. Ilmeisesti jatkosodan aikainen SAkuva. Alkuperäisestä kuvatekstistä: Tuulilataaja PM:n radiokeskuksessa Mikkelin pitäjän Rantakylässä. Lataajan potkurin takasiivekkeessä lukee ARMA RAINTO-tuulilataaja RAINTO Radioinsinööritoimisto kertoi mainosesitteessä palveluksistaan: Radioja sähkö-erikoiskojeita, radioteknillisiä ja
geofysikaalisia mittauksia, radiokoneiden huoltoa, kustannusarvioita. Yritys löytyi Helsingistä Caloniuksenkadun varrelta. Päiväämätön mainoslehtinen ei kertonut lataajan tehosta, mutta virtaa generaattorista saadaan enintään 7 ampeeria laitteen ollessa kytketty 6 voltin akkuun. Esite kertoi myös, että jos lataajaa käytetään 4 voltin akun lataamiseen, voidaan tuulilataajan rele ja generaattoritelineen jousi pyynnöstä tarkistaa sopivaksi. Heikki Marttila hemar@kolumbus.fi Lähdetietoa: ARMA-tuulilataajan asennus- ja käyttöohje (vuodelta 1943) RAINTO-tuulilataajan esite Helsingin Sanomat 25.10.1941 http://www.tuulivoimayhdistys.fi/filebank/759-joka_miehen_opas_motiva.pdf SA-kuvat RAIJAN ETÄISYYSNÄYTTÖLAITTEEN KOHDISTUSVIIVAN PERIAATE, Lichtzeiger Viereinen kuva esittää järjestelyä Raija-tutkan etäisyydenmittauksessa. Brauninputken maljaosaa ympäröivä pinnoite oli poistettu kuvapinnan läheltä. Ulkoisen valolähteen ja linssisysteemin avulla valaistiin kuvapinnan sisäpuolelle kapea ja tarkka pystyviiva. Viiva kohdistettiin keskelle kuvapintaa. Näin vähennettiin putken lasinpaksuudesta johtuvan parallaksivirheen vaikutusta mittaukseen, kun maalitiedon sisältävä elektronisäde ja merkkiviiva muodostettiin samalla puolelle kuvapintaa. Menetelmää käytettiin vain etäisyysnäyttölaitteessa. (Alun perin tässä kohdassa oli kutsu syyskokoukseen, mutta sen siirryttyä tulevaisuuteen sovitettiin paikalle tällainen kirjoitus) jk
RAIJA (FREYA). Lyhyt kuvaus laitteesta, jolla alkoi tutkailmavalvonta Suomessa. Aikana, jolloin Freya -tutkia suunniteltiin ja rakennettiin, ei ollut kummoisiakaan standardeja eikä malleja siitä, miltä tutkat näyttäisivät tai miten ne kokoonpantaisiin. Laitteet tehtiin käyttötarkoitustaan ajatellen. Freya, ja tietysti muut aikakautensa tutkat osoittivat suunnittelijoidensa luovuutta ja niiden rakenteissa näkyi usein mielikuvituksenkin tuomia oivalluksia. Sotaa käyvä Suomi hankki Saksasta 1943 kaksi Freya LZ 401 A -tutkaa. Näille annettiin peitenimi Raija. Seuraavassa on lyhyt kuvaus Raija -tutkan toiminnasta ja rakenteiden ihmeistä. Raijan rakenne (Freya LZ 401 A) Laite pystytettiin ristikkojalustan varaan. Jalustan keski-istukkaan asennettiin masto laakeroituna niin, että koko laite oli ympäripyörivä. Keski-istukan ja maston sisällä oli liukurengasyksikkö tarvittaville kaapeliyhteyksille. Laitteen kääntelyn hoiti hammaspyörävälitys oikosulkumoottorin ohjaamana. Lisäksi oli käsinkiertomahdollisuus ja hienosuuntimista varten peilausmoottori. Maston alaosaan koottiin kahdeksankulmainen puurakenteinen kojehuone, jonka korkeus oli 1,9 m ja sivusärmän pituus 1,4 m. Mastoon asennettiin erilliset lähetys- ja vastaanottoantennit. Alempi oli lähetysantenni. Maston huipussa oli väkipyörä antennielementtien ylös alas siirtelemistä varten. Raija painoi kokonaisuudessaan noin 6,7 tonnia. (Joissakin lähteissä mainitaan 10000 kg) korkeus 12,5 m (vastaa siis nelikerroksista rakennusta) ja suurin leveys 6,2 m.
Ylläoleva piirros esittää Raijan kojehuoneessa olevia tutkateknillisiä osia. Etulevyissä näkyy kirjainsymboleita, jotka oli merkitty myös todellisiin laiteyksikköihin. Numerointi liittyy vain tähän piirrokseen. Yksiköt on asennettu vedenpitäviin metallikoteloihin. Lähetin (T) ei näy, koska se sijaitsee maston takana. Maston sisällä näkyvät luukusta nähtynä liukurenkaat, joiden kautta sähkönsyöttö ja viestiyhteydet on toteutettu. Oikealla alhaalla on pyöritysmoottorit jotka ohjaavat hammaspyöräsysteemin kautta lattian alla sijaitsevaa suurta hammaspyörää. Laitetta voidaan suunnata myös käsipyörällä. Käsipyörä ei näy, mutta sijaitsee maston edessä. Tehoyksikkö (R) vasemmalla huolehtii suurjännitteiden sekä muiden yleisjännitteiden muodostuksen ja jakamisen eri laiteyksiköille. Muissa laiteyksiköissä on lisäksi omia jännitelähteitä putkien hehkuja ym. varten. Ylhäällä, maston molemmilla puolilla on kytkinpaneelit laitteen yleiskäyttöä varten, Laiteyksiköissä on omat käyttösäätimensä. Maston oikealla puolella sijaitsevat O -yksikkö (etäisyysmittaus), Z -yksikkö (ajastus, summeri) ja N -yksikkö (vastaanotin ja yleisnäyttölaite). Vasemmalla puolella on P-yksikkö (tarkka suunnanmittaus) ja Q-yksikkö (omatunnuslaitteisto).
Näyttölaitteiden edessä pöydällä on suuntaosoittimet ja kenttäpuhelin. Lisäksi kojehuoneessa on lämmittimiä, työskentelyvaloja ja lähettimen jäähdytysyksikkö. Raijan lohkokaavio Kuvassa on paras löytämäni lohkokaavio. Se esittää Freyaa, jonka lähetystaajuus on 125 MHz. Freyoissa lähetystaajuus vaihteli 90 160 MHz, Jopa 190 MHz oli jossakin käytössä. Raijan lähetystaajuus oli 139 MHz. Lisäksi tässä näkyy omatunnuslaitteisto Q, jollaista Raijassa ei käytetty. Z osa (ajastin, summeri ja vaihesiirtäjä) antaa hyvin stabiilin 500 Hz sinijännitteen, jolla liipaistaan yleisnäyttökuvaaja NB, sekä lähettimen sysäysgeneraattori TS ja mittausketju OK. Summerin vaihesiirtäjällä asetetaan yleiskuvaajan NB 0-sakara vasempaan reunaan (Lähetinantennista suoraan vastaanottoantenniin säteilevä teho). Sysäysgeneraattori liipaisee varsinaisen lähettimen TU, josta lähtee 2 µs pituinen 139 MHz pulssi lähetysantenniin V. Siis 500 Hz toistotaajuudella, 2 ms pulssivälein. Pulssiteho 40 kw. Valvonta tapahtuu koko Raijaa kääntämällä, pyöritysnopeus 6 r/min tai 10 r/min, ja pysäyttämällä maalin suuntaan. Sen jälkeen edestakaisella kääntelyllä ja käsin kiertämällä tarkennetaan suunnanmittausta.
Vastaanotettu signaali saadaan vastaanottoantennin W kautta kaksoissupervastaanottimeen NE, jossa se sekoitetaan 7 MHz välitaajuudelle ja ilmaistaan näyttölaitteita varten. Kun maali havaitaan yleiskuvaajan 200 km karkeanäytöllä (grob), pysäytetään keilaus ja hienonäytölle (fein) asetellaan 40 km pätkä aika-akselilta, jonka keskellä on havaittu maali. Suuntaa tarkennetaan käsinkierrolla. Näin saadaan suunta ja etäisyys yleistarkkuudella, mutta näitä arvoja voidaan vielä tarkentaa. Mittaketju OK ohjaa etäisyyskuvaajaa OB. Ensiksi mittaketju nollataan 0-pulssin alkuhetkeen. Sen jälkeen vaihesiirretään Z-osasta saatua 500 Hz ajastusjännitettä niin, että maalisakara saadaan kuvaajan keskellä olevalle mittamerkille. Vaihesiirrin mittaa etäisyyden 50 m tarkkuudella ja esittää sen numeronäytöllä sekä kääntyvillä osoittimilla. Toistotaajuus, 500 Hz, mahdollistaa 300 km mittausetäisyyden, mutta vastaanotin rajoittaa sen maksimissaan 200 km:ksi ja käytännössä 120 km oli hyvä saavutus. Tarkka suunta voidaan mitata hienosuuntimislaitteella PB. Tapahtumaa on kuvattu Tutkaimen kannessa. Vastaanottoantenni W on jaettu vasempaan ja oikeaan puolikkaaseen, joilla on pieni suuntausero. Puoliskoja vuorotellaan moottorin ohjaamalla vaihtokytkimellä PU. Karkeampi suunta saadaan ylemmän näytön avulla säätämällä antennin suunta niin, että pulssikuvio on keskilinjan suhteen symmetrinen. Tarkempi suuntatieto saadaan alemmalta näytöltä kääntämällä antennia (koko laitetta) niin, että pulssit ovat tasakorkeita. Nämä pulssit saadaan vuorottain antennikytkimen tahdittamina ja edustavat mittaketjun mittaamaa maalia. Käsikierrolla tai peilausmoottorin avulla pidetään suunta kohteeseen. Tarkkaa suuntatietoa (0,125 ) tarvitaan maalin seurannassa, etenkin omien hävittäjien ohjaamisessa edulliseen kohteeseen viholliskoneeseen nähden. Yleistarkkuus (2 ) riittää ilmatorjunnan hälyttämiseen. Raija ei mitannut korkeutta. Brauninputkien (kuvaputki) halkaisija on 10 cm. Kaikissa on sisäiset elektrodit kahdelle erilliselle säteelle, mikä tarvitaan omatunnusjärjestelmää varten. Mittaustarkkuutta parannetaan katsomalla näyttöjä suurentavan linssin lävitse. Antennit Antennit koostuvat kuudesta pystysuorasta kokoaaltodipolista. Vastaanottoantenni on jaettu kahteen puolikkaaseen, joita käytetään vuorotellen antenninvalitsijalla määrätyssä
tahdissa. Lähetysantennin virityskytkentää nimitetään muotonsa vuoksi pasuunaksi. Vastaanottoantenni viritetään syöttökaapelin liitäntäkohtaa muuttamalla. Antennien takana on lankaverkosta valmistetut heijastinpeilit, joiden avulla suunnataan energia halutulla tavalla. Dipolit kiinnitettiin heijastinosaan jännitteen nollakohdista. Keilan leveys on noin 30 astetta. Vastaanottoantenni Vielä lisäksi Freyoista Saksalaiset käyttivät Freya -laitemoduuleita lukuisissa eri tutkamalleissa ja eri käyttötarkoituksissa. Ilmavalvonnassa tai merivalvonnassa sekä kiinteissä asennuksissa tai liikkuvilla alustoilla. Näissä tarkoituksissa käytettiin erilaisia lähetystaajuuksia ja tehoja. Lähettimet ja tehoyksiköt olivat tästä johtuen toisinaan sisäisesti erilaisia. Vastaanottimen suurtaajuusosat ja -oskillaattorit vaihtelivat lähetystaajuuden mukaisesti. Näyttölaitteet olivat samanlaisia, tutkan käyttötarkoituksesta riippumatta. Tosin kaikissa Freyoissa ei ollut hienosuuntimislaitteistoa. Antennikonstruktiot ja laiteyksikköjen sijoittelu vaihtelivat eri tutkissa. Esimerkiksi Mikkeliin v. 1944 tuli Freya F, joka oli hinattavalle lavetille asennettu malli. Antenniripustus oli erilainen, kuin Raijoissa. Kouvolaan asennettiin 1944 omatunnuslaitteilla ja -antennilla varustettu LZ 401A (Raija). Se oli ollut saksalaisten käytössä Laatokan pohjoispuolella ja siirrettiin lännemmäksi sotatilanteen mukaisesti. Sitä oli tarkoitus käyttää mm yöhävittäjätoiminnassa, yhdessä Korian torjuntakeskukseen asennettujen Riittojen (Würzburg Riese) kanssa. Lähteet: Kurssimuistiinpanot. Liimatainen. 1948 ( tai myöhemmin) WWW.cdvandt.org. Wassermann:survey.htm Lappi Peitsara: Salainen ase Tutka toisessa maailmansodassa. Viesti 2a/IlmavE sotapäiväkirja (ltn S Husgafvel 20.6. 22.8.1944). Digiarkisto. jk
VRRVI ilmavalvontatutka Ensimmäisen Suomessa valmistetun tutkan toiminnasta VRRVI:n suunnittelusta ja rakentamisesta on kirjoitettu useasti. Tässä katsotaan laitteen toimintaa ja tekniikkaa. Tutka koostuu viidestä perusyksiköstä; jakokeskus, lähetin, näyttölaitteet 1 ja 2 sekä antennilaitteet. Jakokeskus hoitaa jännitteen jakamisen ja sisältää myös osan servolaitteistoa. Lähetinyksikössä on pulssiohjain, keinolinjamodulaattori, suurjännitetasasuuntaaja, magnetroni, ja aaltoputken kytkentäelimet. Lähetinyksikössä on myös vastaanotin. Näyttölaite 1:ssä on PPI-putki ja A-putki. Näyttölaitteessa 2 on vain PPI-putki. Näyttölaiteyksiköissä on lisäksi niiden tarvitsemien erilaisten jännitekäyrämuotojen generaattorit sekä servolaitteita. Antennimastossa on antenni heijastimineen, antennin pyöritysmoottori, servosysteemin synkrolähetin ja muita tarpeellisia yksiköitä. Tutkan ajastuksen hoitaa pulssigeneraattorin ohjain. Sen muodostaa 500 Hz oskillaattori, jonka lähdöstä muodostetaan lyhyitä pulsseja 2 ms välein. Näillä ohjataan lähettimen modulaattoria ja näyttölaitteiden pyyhkäisygeneraattoreita, etäisyysmerkkien muodostajia ym. Modulaattorin keinolinja antaa trigatronin ja pulssimuuntajan kautta 20 kv suuruisen 2 µs pulssin magnetronille, joka muodostaa siitä suurtaajuusenergiaa. Suurtaajuusteho johdetaan aaltoputken kautta antenniin. Lähettimen ollessa toiminnassa vaihtopesä estää tehon pääsyn vastaanottimeen. Kun lähetin ei toimi, saa vastaanotin kaiken antennista tulevan tehon. Klystron toimii paikallisoskillaattorina. Sekoituskiteen jälkeen on 30 MHz välitaajuusvahvistin, ilmaisin ja videovahvistin. Automaattinen taajuuden säätäjä (AJS) huolehtii, että välitaajuus pysyy oikeana kaiken aikaa, riippumatta lähetystaajuuden vaihteluista.
Vastaanottimesta kaikupulssit viedään näyttölaitteille. Näyttölaitteet saavat lähetyspulssin lähtöhetkenä myös pulssin suoraan pulssigeneraattorin ohjaimesta. Antennin suunnan tunnistamiseksi on kummallakin näyttölaitteella servokoneisto. Näyttölaite 1:ssä on kolme mittausaluetta; 1-50 km, 1-120 km ja 1-250 km. Näyttölaite 2: joko 50 tai 100 km leveä alue, jonka alkukohta voidaan säätää 0-200 km. Mittaustarkkuus on 0,5 km kaikilla alueilla. Erottelukyky etäisyyssuunnassa on 0,3 km. Etäisyysmittaus suoritetaan PPI-putkella siirrettävää mittausmerkkiä käyttäen, jolloin etäisyyslukema saadaan suoraan laskijalaitteesta. Etäisyys voidaan myös arvioida karkeasti näytöiltä etäisyysmerkkien avulla. Sivusuunnassa maalit, jotka ovat 1 lähempänä toisiaan, sulautuvat yhdeksi. Servosysteemistä aiheutuva suuntatarkkuus on 1. Lähettimen taajuus on 3000 ± 30 MHz, aallonpituus 10 cm. Huipputeho 270 kw tai 450 kw (magnetronista riippuen). Keskiteho vastaavasti 270 W ja 450 W. Toistotaajuus 500 Hz, pulssinpituus 2 µs. Maksimi mittausetäisyys 300 km. Antennin keilan leveys 1, keilan korkeus 10. Pyöritysnopeudet 3 r/min ja 1 r/min. Ohjaustapoina jatkuva pyöritys, käsiohjaus tai automaattinen sektoriohjaus. Antennikokonaisuus torneineen painaa noin 4500 kg ja muut laitteet yhteensä noin 1000 kg. Lähteet: Sähköteknillisen Koulun opetusmateriaali jk