Стационарная вещательная зонтичная антенна диапазона 200 метров

Aleks-75 писал(а): 16 окт 2025, 18:38 Я как нетерпеливый слушатель надеялся, что поймаю сигнал передатчика уже в этом сезоне хоть в тестовом режиме.

Увы. Штырь (GP) без противовесов не работает. А делать по снегу паутинку ВЧ заземления не реально. Её и по лету делать недели две-три.

Работы очень много. В основном всё делается в одни руки. И все мои конструкции для ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАДИОВЕЩАНИЯ рассчитаны для реализации в одиночку. Ну, да, долго. Но реализуемо! Если работы делать с привлечением членов радиокружка или студентов, выигрыш есть, но небольшой. Им же нельзя поручить и уйти заниматься другими делами. Их всему надо учить, всё контролировать, проверять, перемерять.... Их надо постоянно пасти. А это не только время, но и нервы. Они же своими родителями с рождения научены делать по принципу "и так сойдёт".

И что важно, эту работу нельзя делать "тяп-ляп", "и так сойдёт", как это любит делать не только нынешнее поколение студентов, но и поколение их родителей. Когда люди работают "на отъ... отвали", как привыкли в своей повседневной жизни. Здесь такое недопустимо. Для передатчиков - есть нормы ГКРЧ, для антенн - опасность их падения. И аппаратура здесь ПРИНЦИПИАЛЬНО должна быть самодельной и изготовленная, а то и разработанная самим Индивидуальным радиовещателем. Мы же инженеров готовим, а не покупателей!

Сегодня проверил, промерил и выложил все верхние (подъёмные) оттяжки.
Промерил, выложил петлями под мачтой нижние (восточные) оттяжки 4 и 3 ярусов.
Пока проверял и вымерял пришлось добавить три изолятора и два коуша. Кончились нержавеющие зажимы М4.

На завтра осталось промерить и выложить петлями нижнюю оттяжку второго яруса. Сегодня не успел, смеркалось и эфир надо было начинать.
И отмерить подъёмные длины верхних (западных) оттяжек и прикрепить их к ногам падающей стрелы.

И, весьма вероятно, что в обед начнём подъём.

А интересно, сколько весит нижняя деревянная секция мачты?
Длина 18,3 м. Диаметр у комля 200 мм, диаметр у верхушки 76 мм. Бревно еловое. Удельный вес 450 кг на кубометр.

К сожалению, калькуляторы веса брёвен из интернета считают вес не брёвен, а цилиндров.
А бревно - это не цилиндр, а усечённый конус!

Считаем. Как в первом классе - по действиям.
Площадь сечения у комля Пи Эр квадрат = 3,14 х 0,1 х 0,1 = 0,0314 кв. м.
Площадь сечения у верхушки 3,14 х 0,038 х 0,038 = 0,00454 кв. м.
Средняя площадь сечения (0,0314 + 0,00454) / 2 = 0,018 кв. м.
Объём бревна 0,018 х 18,3 = 0,33 куб метра.
Вес бревна 0,33 х 450 = 150 кг.

Ну, да, где-то так. За верхушку его руками поднять можно. За комель - кхе-кхе! Катается относительно легко.
Дальше - немного сопромата и можно посчитать усилие на обоих подъёмных тросах. Но это уже лишнее.
Лебёдка уже куплена и она тянет 750 кГ, а с полиспастом - полторы тонны. Блоки - в комплекте. Троса 40 метров диаметром 8,3 мм.

Сегодня долго возились с измерением, выкладыванием и креплением к ногам падающей стрелы подъёмных оттяжек.
Подняли падающую стрелу, выровняли подъёмные и боковые оттяжки и оторвали мачту от подпорок.
Сейчас она вывешена на подъёмных (западных) оттяжках. Зонтик поднялся от земли на метр. Висит ровненькая, как струнка.
К окончанию работ уже сильно смеркалось. Даже начало эфира задержал на 13 минут.
От дома на фоне светлого южного неба она выглядит так.

Поднимать будем завтра около часа дня.

А это фотографии с утра. В 9 часов Дорковского времени.

Антенна висит на западных (подъёмных) оттяжках.
Сейчас на падающую стрелу и лебёдку самая большая нагрузка. По мере подъёма мачты она будет ослабевать.
И когда мачта и падающая стрела уравновесят друг друга, натяжение троса лебёдки упадёт до нуля. Это произойдёт при угле подъёма мачты около 75 градусов. Дальше падающая стрела, под собственным весом около 100 килограмм, реально начнёт падать на лебёдку, увлекая за собой мачту. И мачта, достигнув вертикального положения - весьма чувствительно рванёт нижние (восточные) оттяжки. Порвать, конечно, не порвёт, но лишние перегрузки им ни к чему. Поэтому Костя предложил сделать с восточной стороны страховку от этого рывка с помощью верёвки и карабинов из комплекта альпинистского снаряжения. Сегодня её тоже установим.
А ещё оттяжки выравнивать по месту.... И коуши на концах переставлять.....
И капроновый трос для поднятия флага тоже надо продеть через уже установленные блоки.

В общем, дай Бог, чтобы к сумеркам мы бы её подняли. Работы много. И руки мёрзнут.

Ну, и, ещё куча фотографий для утреннего впечатления. Погода испортилась и ночью - заморозок.

И ещё, для впечатления.

Иней. На фоне веток дерева угадывается зонтик. И молодая сосенка, которая оказалась между ярусами оттяжек и не мешает подъёму антенны.

АБТ · Сообщение **АБТ** » 19 окт 2025, 19:56

Сергей Николаевич, Как вы? Как успехи с антенной?

Сегодня с обеда начали антенну поднимать. Медленно и постепенно. Поднимаем вдвоём с Костей.
Я кручу лебёдку, Костя смотрит за антенной во все глаза и бегает проверяет оттяжки.
Когда Костя говорит "Стоп", я отхожу от лебёдки начинаю фотографировать.
Немножко подняли, проверили натяжение боковых оттяжек. И так, по шажочкам.
Местность неровная, отмерить оттяжки по расчёту, как на идеальной плоскости, не получается.

Исходное положение.

Помаленьку поднимаем.

Проверяем и перетягиваем (ослабляем) оттяжки. По мере подъёма они натягиваются - основание мачты находится выше анкеров оттяжек.
Вот вееры и цепи на южном и северном анкерах.

: Южный анкер

: Северный анкер

И опять поднимаем.

На это ушёл целый день.
Мачта зафиксирована оттяжками весьма жёстко. Ветра не боится.
Вот так оставили до завтра.

Наблюдательница

Молодцы)

Чайка · Сообщение **Чайка** » 20 окт 2025, 13:51

Наблюдательница писал(а): 20 окт 2025, 09:05 Молодцы)

Это невозможно описать словами!

В процессе подъёма сочленение деревянной секции с дюралевой трубой переломилось. Антенна упала.
Диаметр елового ствола в этом месте 76 мм и сочленение пришлось на узел сучков елового ствола.
Ну, собственно, трубу и надвинули на ствол на полметра до сучкового утолщения. И охватили двумя хомутами - на стволе дерева и на расцангованном торце трубы. Оделось прочно. Но сучковые узлы у елового ствола - слабые места.
Фотографии с крыши избушки.

Значит ствол 76 мм в диаметре мал.
Отпилил тонкую часть до диаметра 95 мм. Соответственно, труба оденется внешним диаметром 100.
А для перехода на трубу 80 мм сделаем дюралевую вставку. Естественно, геометрия антенны сохранится.
Просто укоротится деревянная часть и добавится ещё одна трубчатая секция диаметром 100 мм.
Но это уже не сейчас, а в конце мая следующего года.

Потери не катастрофичные.
Три луча зонтика (Труба Д16Т диаметр 16, стенка 1, длина 3000).
Вторая секция мачты (Труба Д16Т диаметр 75, стенка 2, длина 4000).

Завтра разбираю трубчатую часть и убираю на чердак.
Падающая стрела остаётся в вертикальном положении, а целая часть деревянной секции - лежит на подпорке.
Вполне хорошее положение для зимовки.

Огромная проделанная работа по подготовке, в том числе самое муторное - 16 оттяжек, успешно сохраняется до следующего года.

Дикий Кот

Да уж... Неприятная ситуация, хотя, конечно, не смертельная. Хотел порадоваться успеху, а тут...
Я всё же придерживаюсь точки зрения что такую конструкцию сначала надо обсчитать в одной из современных САПР чтобы избежать дальнейшего бега по граблям. При такой длине элементов изгибающие моменты могут быть очень большими. А по мере подъёма ситуация только ухудшается тем, что даже небольшой изгиб ствола мачты приводит к резкому возрастанию этих моментов. То есть имеем систему с положительной обратной связью (это несложно увидеть, нарисовав силы, действующие на ствол мачты). И дело даже не в слабости узла с сучками.
На практике заметил, что промышленные однотрубные мачты редко бывают выше 15-17 метров. Сам в своё время купил 25 метров, даже поднять смог, но первый же хороший шторм превратил её в металлолом. Всё, что выше 20 метров, делается либо ферменной конструкции, либо в виде труб очень большого диаметра. Наверное, это неспроста.
Максимум, что видел из надёжного - 19-метровую военную мачту с лебёдкой (не помню от какой станции), но там даже толщина стенок труб впечатляет.

Немного мистики.

Когда с Костей осматривали масштабы бедствия, разглядывая слом деревянной секции, вдруг, на верхушку падающей стрелы прилетела и уселась сова.

К чему бы это?

Дикий Кот писал(а): 21 окт 2025, 00:15 такую конструкцию сначала надо обсчитать в одной из современных САПР

Разброс прочности деревянных хлыстов огромен. Модели хороши, когда известны параметры.
Когда поднимали цельнодеревянную мачту связной антенны высотой 21 метр, она сильно прогибалась, но проблем не было.
Её верхушка имеет диаметр 50 мм. А нагрузка, конечно меньше, но тоже не маленькая. Сопоставимая с зонтиком. Меньше, но не на много.
Вот: Re: Антенна для экспедиционной радиосвязи на КВ

Дикий Кот писал(а): 21 окт 2025, 00:15 дело даже не в слабости узла с сучками.

Кхе-кхе.... Сломалось именно по сучкам.

Дикий Кот писал(а): 21 окт 2025, 00:15 На практике заметил, что ...

Опыт 2019 года подъёма антенны с таким же зонтиком, но высотой 27,4 метра, показал, что верхняя самая тонкая секция должна быть не тоньше 50 мм. И её длина не должна быть более 2,5 метра (для такого зонтика).
Ну, и, потом, сломалась не труба, а деревянный ствол. Вторая секция трубы (75 мм) была сломана в результате падения.

На моих фото антенна уже после того, как мы лебёдкой опустили то, что осталось от мачты.
А фотографии сразу после слома будут завтра-послезавтра. Их надо вытащить из видео, которое снималось после падения.
К сожалению, во время слома мачты видео не снималось.

Чайка · Сообщение **Чайка** » 21 окт 2025, 11:12

Вёсел не бросать!
От таких промахов никто не застрахован. На мой вкус, вполне себе нормально все прошло. В ствол не заглянешь, где он там сломается. Такое попалось бревно. Эх.. Время летит..

Чайка писал(а): 21 окт 2025, 11:12Вёсел не бросать!

Спасибо за моральную поддержку! Но у меня это не первая антенна, которая падает. Расстройства нет.
Летом 2019 года, когда на Балашихинском радиоцентре ставили аналогичную антенну с точно таким же зонтиком, но высотой 27,4 метра, она у меня падала 3 раза. Каждое падение - это повод для улучшения конструкции. Это наглядное указание, что где-то что-то сделано не правильно. Я выше уже написал, в чём ошибка и как её исправить.

Слава Богу, что конструкция с ошибкой не ушла в публикацию в журнал "Радиолюбитель". В ноябрьский номер пойдёт уже исправленная конструкция. Приеду в Москву - нарисую верные чертежи. Вся геометрия антенны останется той же. Поменяется только соотношение длин деревянной и дюралевой частей антенны и конструкция их сочленения. Даже высоты ярусов оттяжек останутся прежними. В них ошибок нет. Вот наглядная иллюстрация. Висит как струнка!

А пока я разбираю мачту, зонтик, сматываю оттяжки.... Складываю всё на чердак. Новый деревянный торец после отпиленной сломанной части уже пропитал антисептиком. Падающая стрела на зиму останется в вертикальном положении. А деревянная часть мачты - лежит на подпорке и слегка поддерживается силовой оттяжкой и первым ярусом штатных оттяжек.
Лебёдку я бы ещё убрал в дом. Но на её тросе стоит падающая стрела. Накрою гидроизолом. И смазать надо будет хорошо.

Работаем!

Дикий Кот

SergeKomarov писал(а): 21 окт 2025, 00:42 К сожалению, во время слома мачты видео не снималось.

А это видео многое могло бы прояснить.

SergeKomarov писал(а): 21 окт 2025, 00:42 Сломалось именно по сучкам.

Сломалось, насколько можно увидеть на фото, в совершенно обычном для таких соединений месте - стык дерева и металлической трубы. Даже если принять во внимание то, что эта зона прослаблена сучками, то всё равно откуда там взялся такой момент чтобы переломить 76мм деревяшку? Будь там всё настолько гнилым и хрупким, этого нельзя было бы не заметить при насаживании трубы.

SergeKomarov писал(а): 21 окт 2025, 00:42 Разброс прочности деревянных хлыстов огромен.

Считать тут надо не деревянную часть, а металлическую. Скорее всего имеем избыточную гибкость.

SergeKomarov писал(а): 21 окт 2025, 00:42 Когда поднимали цельнодеревянную мачту связной антенны высотой 21 метр, она сильно прогибалась, но проблем не было.

У той мачты верхняя насадка короткая и такого момента в точке соединения с деревом создать не может.

SergeKomarov писал(а): 21 окт 2025, 18:24 Висит как струнка!

Не показатель. В положении, близком к горизонтальному, избыточная гибкость ещё толком не проявляется и к возникновению положительной обратной связи не приводит. Кстати, характерный признак что мачта рухнет - возникновение слабозатухающих колебаний ствола мачты при подъёме. Причём, чем ближе к вертикальному положению, тем больше амплитуда колебаний. Одна из особенностей таких опасных колебаний - ствол мачты начинает напоминать синусоиду, когда в узлах крепления оттяжек амплитуда смещения нулевая, а по разные стороны от узла фаза колебаний противоположная.
А сам по себе статический прогиб ствола (без колебаний) нисколько не говорит о неустойчивости, тут достаточно чтобы прогиб был в пределах упругой деформации (с цельнодеревянной мачтой было, видимо, именно так).

Чайка писал(а): 21 окт 2025, 11:12Вёсел не бросать!

Так это не повод бросать. Это повод разобраться в причинах неудачи и устранить их. В целом, обычная инженерная практика.
Сам через такое уже проходил.

Дикий Кот писал(а): 21 окт 2025, 22:53 А это видео многое могло бы прояснить.

Увы. Снимал человек и фрагментарно. Такое возможно в том случае, если стоят несколько камер, работающих в автомате всё время подъёма. Но подъём вели медленно и осторожно, и длился он несколько часов. Никакой памяти не хватит.

Дикий Кот писал(а): 21 окт 2025, 22:53 откуда там взялся такой момент чтобы переломить 76мм деревяшку?

Перед падением мачты уполз вниз фланец крепления верхнего яруса оттяжек и Зонтик провис. Уже после падения я проверил силовой хомут, фиксирующий этот фланец. Он легко сдвинулся по трубе пальцами. При сборке мачты я забыл его затянуть. При натяжении подъёмных оттяжек с одной стороны, из-за несимметричной нагрузки фланец закусился на трубе и держался, как будто, всё в порядке. Но в процессе отпускания боковых оттяжек (мы их всё время держали с небольшим свободным провисом), мы сдвинули его с закусывания и он пополз. Этот снимок есть.

Когда я это увидел и показал Косте причину провисания зонтика, было принято решение опускать мачту. И вот, в самом начале опускания, когда я, находясь по другую сторону избушки, смотрел на язычок храповика лебёдки (его надо оттягивать от зубьев вручную - увы, у этой лебёдки нет режима опускания через обратный храповик, а просто язычок оттягиваешь и держишь пальцами), вдруг услышал сверху треск, бросил язычок, лебёдка встала, и я в тот же миг отскочил в сторону от траектории возможного падения падающей стрелы. Сам понимаешь, увидел, что произошло, только после того, как мачта рухнула. Самого процесса слома я не видел.

Завтра Костя пришлёт общий вид сломанной мачты сразу после падения (снимала его жена). Я не снимал, сосредоточившись на рассматривании масштабов бедствия.
Потом опустили остатки мачты (я крутил лебёдку) и Костя оттащил зонтик в сторону. Тогда я залез на избушку и сделал снимок, вид сверху, который целиком и фрагментарно уже здесь выложил. Но он уже не отражает процесса. Только факт случившегося.