Retrotechtacular: VT 근접 신관에 대한 자세히 살펴보기

여기 Hackaday의 목표는 여러분에게 소스 자료를 가지고 현장에서 Johnny가 되는 부담을 안겨주는 최신 해킹 정보만 제공하는 것입니다. 따라서 독자들의 명백한 관심 사항이 입소문을 타면 독자 모두가 이미 봤을 것이라고 생각하여 직접 다루지 않기로 선택할 수도 있습니다. 그러나 좀 더 깊이 파고들어 바이러스성 콘텐츠가 제공하는 것 이상의 추가 가치를 가져올 수 있다면 그것은 또 다른 이야기입니다.

이것이 최근 [Real Engineering]이 공개한 "제2차 세계 대전을 바꾼 비밀 무기"에 대한 훌륭한 비디오 뒤에 숨은 이야기와 거의 같습니다. 이는 VT 시리즈 근접 신관에 관한 것입니다. 이는 제2차 세계대전에서 포탄과 회전 안정화 로켓에 사용된 다소 구시대적인 표현이라면 "fuse"의 합법적인 대체 철자입니다. 이 비디오는 주로 대공포(AAA)에 사용된 VT 개발에 대한 훌륭한 개요를 제공합니다. 미국 VT 신관 개발에 대한 세부 사항은 훌륭하지만, 흥미롭게도 영국의 무선 근접 신관 실험이 1940년 Tizard 임무로 인해 큰 위험에 처해 미국으로 가져온 정보 금광의 일부라는 언급은 없습니다. 영국 작업이 수행한 정확한 역할에 대해 많은 논쟁이 있지만, 적어도 미국 VT 신관의 개발 및 배치에 정보를 제공했다고 말하는 것이 타당합니다.

신관의 작동 방식에 관해서는 비디오에서 만족스러운 수준보다 약간 덜 자세하게 설명합니다. 해당 부서의 세부 사항이 너무 많으면 광범위한 청중의 관심을 끌지 못할 가능성이 높기 때문에 이는 불만이 아닙니다. 하지만 Hackaday 세트의 경우 더 자세한 내용이 더 좋기 때문에 VT 신관이 작동하는 이유를 알아보기 시작했습니다. 무선 근접 신관으로서 기본 개념은 분명합니다. 강력한 RF 펄스를 생성하고 비행기와 같은 근처의 고체 물체에 의해 반사되었을 수 있는 신호를 수신하는 것입니다. 그러나 그들이 말했듯이 악마는 세부 사항에 있으며 전장 조건에서 이를 작동시키는 것과 관련된 어려움은 엄청났습니다.

그렇다면 이 모든 작업을 수행하는 데 어떤 종류의 회로가 사용되었습니까? 그리고 1940년경의 전자 장치는 포탄이 발사될 때 신관이 겪는 20,000g의 부하를 어떻게 견뎌냈습니까? 많은 세부 사항을 사용할 수는 없지만 1946년 조례국 VT 신관 매뉴얼에는 회로도를 포함한 많은 세부 사항이 나와 있습니다. 불행하게도 전체적인 회로도가 제공되지 않아 매뉴얼에 제공된 부분 중 하나를 연결해야 했습니다.

VT 신관의 핵심은 회로도의 왼쪽 상단에 표시된 단일 튜브 송신기-수신기입니다. 매뉴얼에는 "접지 그리드 Hartley 발진기"로 설명되어 있지만 해군 버전의 VT는 수정된 Colpitts 발진기를 사용했다는 메모가 있습니다. 단일 삼극관은 RF 신호를 전송하는 발진기 역할과 반사 신호에 대한 검출기 역할을 모두 수행했습니다. 매뉴얼에는 구성요소 값이 나와 있지 않아 VT가 사용하는 주파수를 추정하기 어렵지만 대부분 비행기를 감지하도록 설계되었기 때문에 비행기 크기보다 최소 5~10미터 정도의 파장을 추측할 수 있습니다. 또는 28~60MHz 정도입니다. 이는 표시된 회로와 "표준 쌍극자"로 설명되는 안테나에 대해 합리적인 주파수처럼 보입니다.

하지만 결국 실제 송신기 주파수는 크게 문제가 되지 않습니다. 왜냐하면 감지는 전송된 주파수와 반사된 신호 사이의 주파수 차이와 범위로 인해 생성된 비트 주파수를 기반으로 하기 때문입니다. 쉘과 타겟 사이의 변화가 빠르게 변하고 있습니다. 비디오는 이에 대해 잘 설명하고 있으며, 매뉴얼에서는 증폭기 회로(위 회로도의 상단 중앙)가 이를 수행하는 방법을 자세히 설명합니다. 나는 진공관 회로를 이해한 적이 별로 없었기 때문에 여기에서 이론을 자세히 설명하는 것은 나보다 더 나은 분들에게 맡기겠습니다. 그러나 증폭기 회로, 특히 스크린과 플레이트 바이패스에서 구성 요소를 적절하게 선택하는 것에 대해서는 언급하는 것으로 충분합니다. 커패시터는 표적이 포탄의 유효 폭발 반경 내에 있을 때 예상되는 중심 주파수와 일치하는 필터를 생성합니다. 그런 일이 발생하면 점화 회로(오른쪽 아래)에 있는 사이라트론의 가스가 이온화되어 완전히 충전된 점화 축전기가 스퀴브를 통해 방전되어 포탄을 폭발시킬 수 있습니다.