Спайдер-БИМ

[Aviator]

Первоисточник найдете на страничке http://www.cqham.ru/cons_ant.htm

Строим Спайдер.......

Когда смотришь на схему спайдера, в голове крутится мысль, как же мне самому не пришло в голову такое простое решение… Как говориться – все гениальное - просто…
И, как всегда, после принятия решения о самостоятельной постройке той или иной антенны сразу возникает ряд вопросов, непосредственно касающихся конструктива её узлов и деталей, а автор антенны в этом плане нас не особо балует.
Облегчить рядовому радиолюбителю процесс самостоятельной постройки Спайдера на примере моих конструктивных решений – вот цель изложенного здесь материала.

Итак, начнем с диэлектрических элементов-распорок. Подходящих удилищ, тех самых- недорогих китайских, в наших магазинах я не нашел. А было бы хорошо, ибо удилища телескопические, а значит, сечения получились бы равнопрочные, что даст выигрыш в весе всей конструкции. Зато на «толкучке» Форума БФРР быстро и удачно нашел продавца нижних стеклопластиковых колен, от таких же пластиковых удилищ. Сговорились по цене, в $1 за штучку. Годится. По ходу замечу, что можно применить и другие трубы, однако удилищные выгодны тем, что изготавливаются они из однонаправленной стеклоткани, волокна которой толще именно в направлении изгиба. Тем самым, не теряя прочности элемента, выигрываем в весе. А трубки мне достались такие – Длинна - 1125 мм, диаметр в комле – 29 мм, в вершине – 27 мм, толщина стенки – 1мм. Вес трубки – 0,123 кГ
Основа конструкции спайдера – центральный узел изображенный на рисунке ____
Обе пластины я изготовил из дюраля марки Д16Т, толщиной 4 мм. Цельные пластины мне как-то сразу не понравились, показались массивными, и какими-то неэстетичными. Не поленившись, взял «балеринку» и облегчил их в четырех местах каждую, вырезав отверстия диаметром 50 мм. В весе это особого выигрыша не дало, т.к. каждая пластина полегчала лишь на 50 гр., но авиационная привычка «культуры веса» меня успокоила. Да и пластины стали выглядеть более культурно. Крепление к мачте хомутами, как у конструкции из первоисточника – решение простое и замечательное, но мне, почему-то и оно не понравилось, поэтому изготовил два фланца под центральные отверстия пластин, с отверстиями под 40 мм топовую трубу и приклепал их заклепками к пластинам. Зажимать комли удилищ в центральный узел напрямую, нежелательно. Трубки тонкие и моментально сомнутся при незначительном усилии при сборке узла. Можно, конечно же, забить в трубу деревянную втулку, но непременно просверлив в нем осевое отверстие для вентиляции, и не забыть пропитать её антисептиком и влагозащитным составом. Такой вариант лично мне не по душе, а по сему я решил усилить комлевую часть трубок, одев на них отрезки дюралевых трубок подходящего диаметра. Т.е. потребовалось 4 трубки с внутренним диаметром 30 мм, толщиной 2 мм и длинной – 120 мм. Т.к. пластиковые трубы имеют конусность, то для безлюфтовой посадки внешних трубок желательно между ними применить некий заполнитель. В моем случае это пластифицированная эпоксидная смола ЭД20 с добавлением наполнителя типа «микросфера» в соотношении к смоле в 50х50. Если у Вас нет такого экзотического наполнителя, можно использовать любой дисперсный материал вплоть до муки или, скажем, крахмала. Обмазав этой смесью предварительно зачищенные крупной наждачкой комли трубок, аккуратно наденьте на них отрезки дюралевых трубочек и оставьте их в вертикальном положении. По мере заполнения пустот смолой добавляйте последнюю в щель, по мене необходимости. Процесс заполнения пустот значительно ускорится, если концы трубок умеренно прогреть теплым воздухом от калорифера или фена, градусов до 30 С. Чтобы смола не вытекала из нижней части трубок, залепите их торцы простым пластилином.

Продолжение следует......

[Aviator]

Часть II

После полимеризации смолы, ориентировочно через сутки, трубки готовы к дальнейшим операциям.
Теперь нужно просверлить в них крепежные отверстия диаметром 6 мм. Советую, во- первых - не сверлить все сразу, а сделать лишь те, которые ближе к топ мачте, т.е. внутренние. Во-вторых, сверлить лучше в тисках стационарного сверлильного станка, дабы не завалить вертикаль. Внешние сделаем чуть позже, или как говорят англичане - тo drill at assembly, т.е. просверлим при сборке…
Следующий этап - сборка центрального узла. Фланцы у нас готовы, сверлим в них отверстия диаметром 6 мм для фиксации топ-мачты. Фланцы очень просты, единственно, на что обращу Ваше внимание, так это на обязательный радиус перехода от диаметра 48 мм на 58. Радиус желателен для прочности фланца, т.к. исключает концентрацию напряжения при его работе на изгиб.
Для начала приклепаем фланцы к пластинам. Для этого достаточно по 4 алюминиевых заклепок диаметром 5-6 мм на фланец. Кто с заклепками не дружит, тем можно их заменить винтовым соединением, что вполне допустимо. Только не забудьте про гроверные шайбы. Готово?
Теперь просаживаем через фланцы топ-мачту, вставляем наши усиленные концевые элементы распорок в диагонали пластин и крепим их болтами на «барашки». После этого, с помощью плотницкого уголка выставляем трубы строго перпендикулярно друг другу. Это довольно важный момент, поэтому прилагаем максимум усердия, если не хотим заиметь в своем хозяйстве кособокий спайдер. Удостоверившись в правильности геометрии, смело засверливаем внешние отверстия креплений и ставим оставшиеся болты.
А теперь его разбираем, зачищаем, обезжириваем, грунтуем и красим. Причем, пластиковые трубки, хотите Вы этого или нет, красить нужно непременно, потому как ультрафиолет очень быстро превратит их в труху. Т.ч. и краску подбирайте максимально устойчивую к УФ. Центральный узел почти готов.
В качестве изолирующей пластины для крепления вибраторов я остановился на текстолите толщиной 6 мм. Точнее, остановился, не успев толком разогнаться, ибо ничего другого в поле зрения не оказалось. Пластина досталась мне, примерно пол на пол-метра, Ну, и как от неё отрезать полоску в 100 мм? Крутил – вертел, и взор мой упал на школьную циркулярку. Оказалось, что универсальная фреза, которую легко купить в ближайшем хозмаге, без труда справляется и с этим материалом. Отпиливаю, линию среза даже обрабатывать не нужно. И тоже высверливаю в ней облегчающие отверстия, диаметром 60 мм. Это облегчает пластину на 110 грамм, и несколько скажется на уменьшении парусности антенны в целом. Сверлим отверстия для крепления вибраторов, закрепляя в них болты М5, с гайками – «барашками», а в нижней части закрепляем на уголке ответную часть антенного разъема. Так как в качестве вибратора используется элементарный полуволновый диполь, с входным сопротивлением 50 Ом, то никаких согласующих устройств не требуется. Другое дело – соблюдение симметрии. Из вариантов симметрирующих устройства, из-за отсутствия ферритовых колец, выбираю СУ в виде бухточки из питающего кабеля. 8 витков 50 Омного кабеля, диаметром 150 мм. Такое СУ очень простое, не требует дополнительной влагозащиты, а главное, удобно размещается на изолирующей пластине, и крепится к ней капроновыми стяжками. Собранный в общий узел изолятор крепим к топ-мачте, через две радиусные шайбы. Сердце Спайдера готово!
Теперь желательно произвести сборку всей крестовины, с полноразмерными элементами. Что я и делаю. Оп ля! А длины то элементов получились разные! До полуметра! В чем же проблема? А в том, что трубки садятся друг на друга, на разную длину. Или у меня трубки некондиционные, или так по ГОСТам допускается – не знаю. Пришлось малость ими поиграть, чтобы состыковать 4 распорки одинаковой длины. Сначала хотел взять их на эпоксидку, чтобы зафиксировать по длине, но передумал. Представил себе, что будет, если в поле кто-нибудь нечаянно наступит на неё? А разборная - позволит легко заменить сломанное колено. Пускай останется так, а дальше видно будет…
Дальше нужно нарезать проволочные элементы – излучатели.
Где ж этот рекомендуемый миллиметровый биметалл искать? У нас в Республике – днем с огнем не сыщешь. Есть вот, биметалл для сварочного полуавтомата. Вроде – то, что нужно. Но попробуйте его пару раз перегнуть, и все станет ясно… Для стационара может и пойдет, но только не для экспедиционного варианта. Простой обмоточный, медный провод тянется, канатик – классно, да где ж его сыскать? А вот импортного стального, оцинкованного тросика, на любом рынке - хоть пуд пруди. И цена приятная. Хоть и гложет меня сомнение, но решено – беру. Интересно, что там по удельному электрическому сопротивлению получается? Глянем в справочник. У меди – 0,017 мкОм * м, у цинка - 0,061. Мдя…. Вопрос исследовательский… Ладно, рискнем. Будем размер корректировать в стадии испытаний, если потребуется.
Тросик , в 1,5 мм и весом в 7 Гр. на метр, очень прочный (до 90 кГ на разрыв), очень гибкий, и замечательно паяется. Ну, разве не заманчиво? Нарезав его в размер, закрепляем концы на изоляторах с помощью отрезков медной трубки, внутренним диаметром в 3 мм, от автомобильной гидропроводки.
Очень удобно. Теперь дело за растяжками. Сначала, всю крестовину растягиваем на топ-мачту. Лично мне приглянулся 3-х мм перлоновый ( по русски – синтетический, витой) шнур из рыбацкого магазина. Во первых, он совершенно не тянется, во-вторых – дополнительно пропитан каким-то влагоотталкивающим составом (на ощупь, как пропарафиненый), в-третьих, тоже до 90 кГ на разрыв. То, что надо! Для крепления растяжек по торцам распорок, были изготовлены четыре дюралевые заглушки с фланцами, на которых просверлено 8 радиальных отверстий. Для растяжки же излучающих элементов я применил обычную хозяйственную леску, По прочности её вполне достаточно, и вяжется она очень хорошо.
Сборка перед установкой.
Первым делом собираем крестовину. Наращиваем распорки и расчаливаем их на топ-мачту. Подсоединяем вибратор, рефлектор и директор, растягивая их к торцам распорок до выборки провесов. Подключаем кабель. Спайдер готов к подъему на высоту.
…… На сегодняшний день Спайдер испытан в варианте «монобендера» в диапазоне 14 МГц. Резонансная частота, при высоте подъема 8 метров, составила 14 МГц ровно. Окончательная корректировка размеров и измерения основных параметров будут сделаны после его испытаний в варианте «трайбендера».
Тем не менее, уже сегодня можно однозначно отметить вполне нормальную приемлемость конструкции, как антенну экспедиционного пула.
Стройте смело!

[Aviator]

Ну, и картинки, конечно же!

[eu4wnc]

В продолжение темы конструкция посложнее.

[EU2AA]

Чудесная антенна!
Почему 50 лет назад про нее не знал, когда на КВ нравилось работать?
трехдиапазонный вариант с сайта 3da0.ru

Вот только вчера таких 3 штуки разобрали в Эсватини,
а сегодня собрали в Лесото.
И уже работают!
Antenna 6 - Spider beam for 20, 15, 10m
Antenna 7 - Spider beam for 20, 15, 10m
Antenna 8 - Spider beam for 30, 17, 12m