【火腿维修室】恢复一段历史究竟需要什么？二战战机上无线电接收设备修复之路

2025-04-14 19:32:32

　　在老式战斗机上的古董真空电子管无线电设备修复在当下高度模块化、集成化电子产品当道的时代是极其珍贵的，这要求制作者不但有深厚精湛的无线电技术，还需要对设备背后的历史文化价值有着深刻的认识。 本文作者Gregory L. Charvat在文章《第二次世界大战航空无线电之路：恢复一段历史究竟需要什么》给我们展示了他是如何修复一台在商店淘到的战斗机上的电台接收机设备，并让设备正常运行了三年，今天和电台小叔BG5WKP一起来看！

　　我们一生都被告知在老式陆军/海军剩余物资商店可以购买FT-243矿石机、无线电设备、防毒面具甚至装在大木箱中的吉普车。可悲的是，如今的情况不再如此，剩余物资商店只提供当代中国制造的靴子、露营装备和手电筒。这些商品让人感到失望，除了我在度假时在阿地伦达山脉发现的一家商店：乔治湖的爱国者。

　　在那里，我发现了具有历史意义的独角兽。一台自WW2二战以来未经修改的带电源的CBY-46104接收器。制造日期是1942年2月，是战争初期。这东西的保存与从F6F战斗机上的日期一样完好。设备重来未被上过烙铁或钻头上。这个部队在南太平洋能看到一些行动吗？想象一下它可以讲的故事！

　　我对这部电台的非常规修复遵循严格的规则，以最大程度地减少内部和外部维修的证据，同时又使该电台再次发挥作用，好像它刚从生产线中取出一样。让我们看看我的表现如何。

　　装在WW2飞机上的无线电系统的清单还在不断增加，对于像夜间战斗机这样的特殊飞机而言，情况更是如此，后者完全依靠无线电导航和雷达系统来执行任务并干扰飞机，目的是隐藏轰炸机或入侵机队沿海地区。每个特殊任务有不同的系统：

　　早期的B-29无线电装置，上图显示了一系列无线电装置。随着战争的进行，将会安装更多的装备。最重要的是，他们出于多种目的使用了许多无线电设备。确实是一个非常繁忙的电台室！

　　远程无线电系统，可以与基地进行通信，通常由ART-13发射器和BC-348接收器组成。

　　专为飞机与飞机之间的通信而设计的短程无线电系统，称为命令集，细分为多个频段。

　　雷达信标可将飞机识别为友好飞机（识别朋友或敌人，或IFF敌我识别系统）。

　　TDOA无线电导航系统类似于现代GPS（除了您必须用示波器手动测量到达的时差并将其在特殊图表上排列），例如GEE。

　　B-25H中的指挥台安装图，该图显示了指挥台设备（左）和控制头（右）的位置，这些位置可让飞行员直接进行无线电控制。

　　在这套无线电系统中，您会发现CBY-46104接收器。该接收器是称为ARC-5指挥台的一系列无线电设备的一部分，该无线电设备描述了用于飞机对飞机通信的整个WW2发射和接收设备类别。此类设备包括单独的发射器和接收器，飞行员可以通过安装在驾驶舱内某处的遥控头对它们进行远程控制。

　　这些无线年代中期设计的。发射机利用MOPA（主振荡器功率放大器）架构，支持AM话音和CW（又称莫尔斯电码）传输。接收器使用的单转换外差式架构类似于那个时代的大型木质控制台收音机。八角管被用作有源器件，工作频率不超过20 MHz，这被认为是1930年代中期的高频段。

　　该无线电设备重量轻，符合WW2标准，CBY-46104仅重6磅，完全由铝制成。它是精心平衡的底盘/无线电设计，以最小化重量（毕竟它们已安装在飞机上），同时也保持坚固耐用，并能够在MIL-SPEC温度范围和剧烈振动下提供稳定的运行。

　　CBY-46104覆盖1.5-3 MHz AM或CW（它也可以CW模式在SSB中进行调谐），由1942年2月的新泽西州Boonton飞机无线制造。这次运行的合同是＃74812日期为1940年6月29日，展示了战事物资在珍珠港之前的购买/生产。换句话说，他们正在为这场冲突做好准备。

　　遵循这些规则并不容易，因为众所周知，古董无线电恢复的第一步是更换所有纸质和电解电容器，从而节省了很多麻烦和时间。

　　我没有立即更换电容，而是选择对电容进行粗略的检查，然后尝试为设备通电以进行评估。我用Fluke DVM在电阻模式下测试了电解电容和纸质电容是否有明显的短路或低阻抗。就我的DVM而言，所有电容都是开路的（不幸的是，DVM的灵敏度不足以进行适当的漏液测试，这将在以后进行介绍）。

　　接下来，我必须找到设备说明书文档。幸运的是，很容易找到WW2无线电设备的文档，因为它在40年代末至70年代初在世界各地的业余无线电台中无处不在。第二次世界大战后时代的典型做法是，老一辈的业余无线接收器赠予正在工作以获得其执照的年轻业余无线电爱好者。有了这样的接收器，这些年轻人将能够收听来自世界各地的无线电信号，并练习收听莫尔斯电码（CW）传输。

　　连接军用电台并非易事，因为它们通常使用多针多用连接器连接电源和其他控件。从文档中，我了解了必须插入背面的多针连接器的内容。+28 VDC，外部CW / AM拨动开关，RF增益控制电位器，600欧姆扬声器（我使用了8欧姆扬声器和阻抗匹配变压器）。

　　但有人可能会问：“使用28VDC输入时，我们如何为真空管板获得高压？”这是他们在第二次世界大战中的处理方式：该单元具有所谓的电动发电机Dynamotor。发电机产生高电压。从接收器到运行在低压DC总线上的发射器，所有的东西都使用发电机驱动，以产生200-1000V或更高的运行所需电压。

　　电动发电机在我的处理下，一端是28VDC电动机上的旋转电动机，另一端是250VDC发电机。而不是将两个带有两个轴的电动机捆绑在一起（在船上实际使用的是较大的配置），而是将电动机内置到一个紧凑的装置中，该装置具有两个电枢和两组电刷。28VDC输入，250VDC输出始终像旋转鸟一样旋转。

　　我从马达的两PG电子网站侧卸下了铃（端盖）。我施加了28V电压，并用手指小心地将电动马达的28V侧的电枢推入以使其运转。它像1950年代的喷气发动机一样旋转！发出了“哇哇”的声音。

　　大约30秒钟后，“哇哇”的声音因真空管预热并从电动发电机的250VDC输出汲取电流而略微降低，实际上被加载了。然后，声音从扬声器中散发出来。我连接了20m的偶极子，让我惊讶的是我在1500 Kc左右的AM广播电台中进行调谐。扬声器发出的大量噪声很可能是由于去耦电容失效造成的，否则会降低动力发电机的嗡嗡声。接收器不太灵敏，并且调谐在表盘的较高频率范围内阻塞。正是在这一点上，我关闭了它，这台收音机想正常工作，现在我要做的就是清理她并修理一些东西。

　　首先要进行的工作是准确地测试电容器，因为很明显有些电容器无法正常工作。正确测试电容器非常困难，它需要进行多次测试才能排除不良电容器的故障：

　　在电阻模式下使用DVM测试电容器将显示哪些电容器已短路，但不会揭示在高压下仅略微泄漏（例如具有极高的直流阻抗）的漏液电容器。DVM测试仅显示短路的电容，这是必要的第一步。

　　电容器必须工作在其指定值，因此最好测试一下电容器是否充当电容器。此测试将显示上限是否已按规定发挥作用。不幸的是，某些漏电容会测量到其指定值，因此该测试不是确定的。

　　在现代低压电子产品中，电容器良性的关键指标是ESR。该测试将确认电容器对高频信号呈现出低阻抗。换句话说，以相对较高的频率测量时，电容器存在多少串联直流电阻。理想情况下，电容器应不存在任何电阻，但实际电容器的确存在一些低电阻，而坏电容器的存在远大于某些电阻。

　　对于高压电容器，优良的关键指标是泄漏。有多少电流通过旧电容器泄漏？如果少量电流（单位为uA数量级）泄漏通过，那么该电容器就不好了。在许多兆欧范围内，漏液电容将像高阻值电阻一样起作用，从而使管栅反向偏置或自身放电，从而使其根本无法像电容器那样工作。泄漏测试是绝对关键的，必须对每个电容进行测试。

　　考虑到所有这些，对电子管设备进行故障排除的关键是测试每个电容，以验证其是否正常工作，并测试泄漏，以确保它没有泄漏电路之间的电流。

　　要使用一个测试设备检查值和漏液，您必须重新安装一块旧的测试设备，称为电容器检查器。我多年前在Dayton Hamvention上以10美元的价格找到了我的。它由几个刻度盘和一个非常灵敏的“魔术眼”灯管组成，可以检测到漏液。

　　为了检查每个电容，我必须一次从电路中将它们取下。无法解决这个问题，否则您可能会误读上限值或漏液测试。足够明显的是，这些1942年2月电容器中的绝大多数都测试良好。这证明了不必更换所有大写字母。我发现除了三个金属电容密封的蜡和纸盖（专用于ARC-5和其他WW2无线电设备，由于其金属罐的形状而被称为“花盆”电容器）和电解电容需要更换。我选择通过打开金属罐，取出内胆，放入现代的替换罐，然后将罐重新粘合在一起来重新填充有缺陷的电容。

　　接下来，我用Fluke DVM检查了所有电阻。电子管设备的好处是，当电源关闭时，电子管会开路，因此您可以在不移除电阻的情况下可靠地在线测试电阻器。

　　随着时间的流逝，旧电阻器的值趋于增加。特别是K或M欧姆范围为100的较高值。对于这台接收机，没有一个电阻超出容限！令人惊讶的是这是在1942年2月之前制造的电阻。

　　然后，我开始清洁电动发电机。运行正常，但效果不佳。幸运的是，这些工具易于维护，其设计使其可以用平头螺丝刀将其固定。我找到了有关维修类似电动机的视频，然后继续进行排雷，清理轴承中的旧油脂，将新油脂放入轴承中，清洁电枢并重新组装。动力发电机工作完美，和新的一样！

　　然后，有了好的电阻器，好的电容，一个工作的动力马达，我便转到了调谐机构上。有点不对劲，大号可变调音电容上的板实际上是相互研磨的。我做了必要的修理；似乎该装置在某个位置掉落了，通常与地面电气隔离的固定板从其塑料绝缘子中弹出。我将它们放回原处，并且调音单元又好又新。

　　旧电台就像旧车一样，它们可能会不时使用对准功能。鉴于调整单元的更改，我意识到我必须进行完全调整。我按照原始服务手册中的说明进行操作，首先将IF中频校准（使用现代化的合成信号发生器将其对准），然后校准刚刚修理的前端可变电容组件。后者比较棘手，需要一些高，中和低频段特定的校准对齐方式。

　　对准接收器后，我测试了其灵敏度。我在2 MHz的AM上测得的1 uV，对我来说已经足够好了，很容易超出了原始的工厂规格。

　　此时，我有两个拨动开关和一个锅，锅中杂乱的电线被推入后面板连接器插针。为了整理这些混乱并为收音机提供更永久的功能显示，我搭建了一个小的外部开关面板，并在其中钻了一个孔型，以便只需使用机身上的两个现有机器螺钉将其固定到收音机的侧面即可。案件。我将原始的后部电源插头留在原处，发现“微型香蕉”插头完全适合WW2的插座针脚。我用这些香蕉插头连接了控制面板和一个600欧姆的扬声器。有了这些，我制作了一个整齐的线束，将它们绑在一起。

　　现在一切就绪，是时候尝试以其最终配置使用接收机了。我连接了20m段的外部偶极子天线并打开了收音机的电源。嗡嗡声比以往任何时候都要平滑。在几秒钟之内，电台信号开始变得强大起来，比以前响亮得多。我调整了天线耦合控制，它们仍然更大声。我听到了芝加哥的AM广播电台收听篮球比赛，并以2.5 MHz的频率收听WWV，并以80 m的AM信号收听。真是令人难以置信的接收器，它复苏了，并再次按其原始规格运行！

　　该装置每次都可以毫无故障地接通电源，为朋友和家人准备了无数的演示。每个人都为看到一个由动力驱动的接收器而激动和惊奇，该接收器几乎完全在其原始零件上运行，并且与原始制造的一样。

　　偶然我将直流输入反向接反了。动力马达呼啸而过，但接收机从未发出声音。在反极性操作大约五分钟后，我发现了问题所在。对我来说幸运的是，与固态设备不同，它没有损坏。我以正确的方式重新连接了它，它的工作原理和以前一样好。

　　我们现在处在多余的WW2二战电子设备不会再被大切八块当废品的地步。加入设备修复活动，有许多其他人都在致力于将WW2二战和其他古董无线电设备恢复其原始状态。《电子广播》杂志在其中起到推波助澜的作用。请珍惜这些宝贵的记载无线电历史的财富，在将这些电容器扔进垃圾箱之前，请对其进行测试，并使这些真空电子管的灯丝再次被点亮！