Niemiecka stacja długofalowa VLF - GOLIAT

Zakres częstotliwości roboczej 15–60 kHz stacji radiowej Goliat odpowiadał zakresowi długości fali 5–20 km. Oznacza to stosowanie bardzo dużych anten. „Farma antenowa” Goliata składała się z trzech zasilanych od góry anten monopolowych (TLMA), rozmieszczonych w odległości 800 m. Są one czasami określane jako nowa odmiana anteny Alexandersona z lat dwudziestych XX wieku. Stwierdzono, że standardowa konfiguracja Alexandersona z prostą linią anten T (zainstalowaną np. W Nauen i Grimeton) jest zbyt mało wydajna (tylko 10%) przy pożądanych częstotliwościach roboczych. Monopole anten Goliata miały 204 m wysokości. Każda z tych anten była masztem ze stali ocynkowanej („Stahlrohrmast”) o średnicy 1,7 m. Podstawa każdego masztu rurowego była izolowana od podłoża dwoma dużymi porcelanowymi izolatorami, każdy z dużym metalowym kołnierzem. Zapewniło to izolację 300 kV nawet podczas deszczu. Firma Hein, Lehman & Co., Eisenkonstruktionen, Brücken und Signalbau z Berlina-Reinickendorfu miała dział („Abt. Funkbau”), który konstruował i instalował bardzo duże maszty antenowe i wieże („Funkmaste”, „Funktürme”), głównie dla Telefunkena. Np. Funkturm (wieża radiowa) w Berlinie-Charlottenburgu (1926), anteny Langwellensender w Lahti - Finlandia (1928), w Nauen - Niemcy, Kootwijk - Holandia i Sidney - Australia.

Podstawa izolatora porcelanowego jednego z masztów rurowych Goliat.

Radiator antenowy Goliata o długości 204 m był niezwykle mały (≈1%) w odniesieniu do długości fali transmitowanej przez Goliata 5-20 km. Daje to antenie dużą reaktancję pojemnościową w punkcie zasilania. Aby temu przeciwdziałać i zwiększyć wydajność anteny, anteny zostały wyposażone w ogromny „kapelusz” („Dachkapazität”) i bardzo rozległy system uziemień. Każdy radiator miał sześciokątny „kapelusz” zawierający sześć zestawów sześciu przewodów promieniowych. Przewodami promieniowymi „kapeluszy” Goliata były kable aluminiowe (średnica 2,5 cm), wzmocnione stalowym kablem w rdzeniu. Łączna długość radiatorów wynosiła około 50 km. Przewody radiatorów wyglądają jak żebra parasola. Dlatego ten typ anteny nazywany jest również anteną parasolową („Schirmantenne”). Każdy radiator antenowy miał zmienną cewkę tuningową. Pionowo zainstalowane cewki były ogromnymi wariometrami. Składały się one ze stałej cewki o średnicy 3,5 m. Nieznacznie mniejszą cewkę (o średnicy 3,2 m) można było hydraulicznie włożyć do stacjonarnej cewki z dokładnością do 0,1 mm! Cewki miały 5 m wysokości i ważyły około 5000 kg. Uzwojenie stałej cewki wykonano z licy 7x50 mm2, natomiast ruchoma cewka miała 42 zwoje z licy 7x50 mm2. Główna cewka tuningowa, podobnie masywna, była umieszczona w budynku nadajnika. Zmiana częstotliwości była pracą dla dwóch osób i zajmowała około 5 minut. Budynek z cewkami tuningowymi był w pełni ekranowany blachą aluminiową. Straty wywołane przez prądy wirowe wyniosły 50 kW znacznie więcej niż straty cewki. Do usunięcia ciepła zastosowano automatyczny system wentylacji.

Bok i spód cewki dostrajania anteny po jednej dla każdego masztu rurowego.

Aby wesprzeć promieniowanie anteny, dla każdego z trzech masztów rurowych wybudowano sześć masztów kratownicowych („Gittermast”). Dzieląc maszty nośne, ich łączna liczba została zmniejszona z 18 do 15. Maszty kratownicowe były uziemione i miały 170 m wysokości o trójkątnym przekroju i bokach 3 m. Promienie były odizolowane od tych masztów. Wszystkie maszty rurowe i kratownicowe miały druty odciągowe na trzech wysokościach i w trzech kierunkach. Ten typ anteny został później wykorzystany również w dalekosiężnych systemach radionawigacyjnych VLF, takich jak OMEGA i LORAN-C. System antenowy obejmował rozbudowany system uziemienia. Były cztery sekcje po 204 zakopane promieniście przewody uziemiające. Według firmy Lorenz całkowita długość przewodów uziemiających wynosiła co najmniej 350 km. Promienie zostały wykonane z ocynkowanych taśm stalowych (20 cm x 2 mm i 30 cm x 2 mm), umieszczonych na głębokości 30-40 cm. Aby zwiększyć skuteczność radialnych uziemień, gleba była wilgotna. Były wykonane rowy i tuzin stawów, które służyły jako zbiorniki wodne do nawadniania gruntu. Kompletny system antenowy miał bardzo imponującą sprawność: 47% przy 15 kHz i aż 90% przy 60 kHz.

Topografia trzech anten parasolowych.

Od lewej do prawej - domek antenowy „Antennenhaus” (budynek o wysokości 22 m) z cewkami tuningowymi, masztem rurowym i głównymi budynkami pierwszy plan: kotwa jednego z przewodów odciągowych masztu rurowego.

Budynki centralne, linie zasilające anteny wychodzące z dachu, dostęp do torów kolejowych, chłodnia kominowa po prawej stronie.

Widok z masztu rurowego na maszt kratownicowy 34 m poniżej; (prawa) podstawa jednego z 15 masztów kratownicowych.
Ogrodzony obszar „farmy antenowej” Goliata miał kształt trójkąta równobocznego o bokach około 2,4 km. Powierzchnia 2,63 km2 (260 hektarów) Nadajnik Goliata składał się z modulatora („Steuersender”) i 3-stopniowego wzmacniacza mocy („Hauptsender”). Zastosowano tylko lampy próżniowe Telefunkena. Modulator miał trzy lampy: RL12T15, RL12P35 i RS384. Modulator miał moc wyjściową 500-600 W. Pierwszy stopień wzmacniacza miał dwie lampy RS217 (z których jedna skonfigurowana jako rezerwowa), drugi stopień miał sześć lamp typu RS 250 (z czego dwie jako zapasowe), a ostatni stopień ma sześć lamp typu RS301. Te ostatnie sześć jest ułożonych jako równoległe pary push-pull. Lampy były chłodzone wodą, miały 1,9 m wysokości i ważyły około 90 kg. Chłodzenie zapewniono wodą destylowaną przy minimalnym przepływie 48 m3 na godzinę. Za pośrednictwem wymienników ciepła rozproszone ciepło było przekazane do drugiego układu chłodzenia z dwoma chłodniami kominowymi. Pierwszym i drugim stopniem były wzmacniacze push-pull klasy B. Ostatni stopień pracował z modulacją anody klasy C dla transmisji CW oraz z modulacją anody w klasie B dla fonii i impulsów tonowych Hellschreibera. W trybie CW, gdy nadajnik nie był „włączony”, połowa z sześciu lamp w stopniu końcowym działała jak obciążenie dlatego, żeby uniknąć dużych wahań w publicznej sieci energetycznej. W przeciwnym razie światła migałyby w rytmie znaków Morse'a. Maksymalny prąd wyjściowy nadajnika wynosił 2500 amperów, który był równo rozdzielony na trzy anteny (700 amperów każda) i centralny punkt zasilania (400 amperów).

Lampa Telefunkena RS-301

Pojedyncza lampa RS301 kosztowała 8400 Reichsmark (prawie sześciokrotność rocznej pensji przeciętnego pracownika fabryki w 1937 r.), dzięki czemu sześciopak lamp był tak drogi jak pocisk „V2”. Kompletny zestaw lamp kosztował ponad 106 tysięcy Reichsmark. Koszt budowy stacji radiowej „Goliat” był bardzo wysoki i wynosił 15 milionów Reichsmark. Około 33% tej sumy kosztowała antena, urządzenia nadawcze około 28%, a resztę teren i budynki.

Ostatni stopień wzmacniacza nadajnika z lampami RS301.

Nadajnik i sterownia w budynku centralnym.

Energia elektryczna była dostarczana z trójfazowej sieci energetycznej 50 kV, najpierw napięcie było zredukowane do 15 kV za pomocą lokalnych transformatorów. Do prostowania przemiennego prądu zasilającego wykorzystano dwa tuziny rtęciowych lamp AEG typu S15-150i (również chłodzonych wodą). Zapasową moc zapewnił generator AEG o mocy 1800 kVA, napędzany silnikiem wysokoprężnym MAN o mocy 2110 KM. Posiadano duży zapas paliwa, do trzech tygodni, do zasilania głównych i rezerwowych generatorów stacji nadawczej. Goliat nigdy nie był celem sojuszniczych nalotów bombowych. Przechwycone i zdekodowane wiadomości dostarczyły bezcennych informacji na temat ruchu i lokalizacji U-Bootów. Nadajnik był również używany jako punkt orientacyjny w radionawigacji.

Poniższa tabela zawiera listę innych nadajników dużej mocy, które były używane do komunikacji z U-Bootami:

Paris I - 15,22 kHz, 500 kW
Bordeaux - 16,66 kHz, 350 kW
Kootwijk - 16,84 kHz, 150 kW
PARIS II - 21,05 KHz, 350 kW
GOLIAT - 14,99-60,00 kHz, 800 kW
Kornerowa - II 16,42 kHz, 200 kW
Nauen - 16,55 kHz, 300 kW
Kornerowa - I 17,70 kHz, 200 kW
Lyon - 19,8 kHz, 150 kW
Nauen - II 23,08 kHz, 350 kW

Po II Wojnie Światowej „GOLIATH” nadal nadawał, tym razem jednak dla Armii Radzieckiej. Armia amerykańska dotarła do stacji „Goliat” 11 kwietnia 1945 r. Teren nadajnika wykorzystano jako obóz jeniecki. Pod koniec maja 1945 r. Został przekazany Brytyjczykom. Na podstawie traktatu jałtańskiego obszar znajdował się w strefie kontrolowanej przez ZSRR, a Sowieci przejęli władzę na początku lipca 1945 r. Obóz jeniecki został rozwiązany pod koniec tego samego miesiąca. Sowieci zlecili naprawę i przetestowanie instalacji Goliat. Został całkowicie rozebrany do kwietnia 1947 r. i wysłany do Rosji w ponad 3000 wagonach kolejowych. Sprzęt przez kilka lat znajdował się w magazynach w pobliżu Leningradu. W 1952 r. nadajnik został odbudowany w pobliżu Drużnego, około 18 km na południe od Gorkiego (około 150 km na wschód od Moskwy, Obszar Drużny przypuszczalnie ma podobne warunki glebowe jak na Calbe. Do dziś jest obsługiwany przez rosyjską marynarkę wojenną (2016), która używa go do komunikacji z okrętami podwodnymi i do przesyłania sygnałów czasowych, stacja RJH99.

© 2000-2023 EJK. All rights reserved. Jerzy Kazojć.