Začátky československé výroby elektronek [1947]

Ing. Jan Bísek

Ze skrovných počátků začala se před dvaceti pěti léty rozvíjet československá radiotechnika. V době, která slibuje tomuto oboru rozvoj a budoucnost tehdy netušené, vracíme se k oněm časům vzpomínkou inženýra Jana Bíska. Potíže, které bylo nutno překonat, než se dostavily první úspěchy, poznal jako první konstruktér a organisátor výroby československých elektronek.

Po převratu 1918 bylo v nové republice pramálo z toho, co dnes míníme radiovými přístroji. Co měla pražská technika a hvězdárna bratří Fričů v Ondřejově, to zabavili černožlutý během války, pokud ovšem vůbec poznali, co radiový přístroj jest. Uložili je u poštovní správy v Praze a tak se většina z nich zachovala. Byly to aparáty z doby před rokem 1914, určené hlavně pro vyučování, a na tehdejší dobu nevalně pokročilé. I rakouskouherské vojsko mělo tu a tam radiové stanice. Jako největší vymoženost byl v některých dvouelektronkový nf zesilovač. Příjem se dál krystalovým detektorem v jednoobvodovém nebo dvouobvodovém přijímači, samozřejmě, že jen na sluchátka. Byl-li příjem slabí, přispěl zesilovač k pohodlnějšímu poslechu. Tyto přístroje byly částečně osazeny nejstaršími elektronkami, v nich anoda měla tvar a velikost dnešního padesátihaléře, mřížka vypadala jako větši vlásek z hodinek, a vlákno melo podobu obloučku. Byly vzácné a velmi drahé.

Naopak přijímače přivezené čs. legiemi z Francie, měly už na detekčním i na ní stupni robustní vysokovakuové triody ,‚Radiotelegraphie Militaire“. A nadto se brzy objevily „heterodyny“ téže značky: byly to elektronkové generátory s rozsahem asi 200 až 30 000 m. Ano, do 30 000 metrů - velmi dlouhé vlny měly tehdy veliká úspěch zejména v korespondenci Francie nebo Anglie a USA. Američané při vstupu do první světové války postavili mohutný vysílač s obloukovým (Poulsenovým senovým) generátorem pro velmi dlouhé vlny ve Francii.

Heterodyny dovolovaly na všech tehdy užívaných vlnách příjem netlumených signálů způsobem záznějovým, jako pronikavé pískavé tóny, asi tak jako dnešní dvoulampovky se zpětnou vazbou. Byl to veliký pokrok. Do té doby se totiž přijímalo jenom na krystalový detektor (jiskrové vysilače) a na „tisker“ (nebo Schleiffer) u vysílačů netlumených typu obloukového i u vysílačů strojových, při nichž zdrojem vf energie byly rotační alternátory. Heterodyny dovolovaly vyladit žádanou stanici při mnohem menším rozdílu vlnových délek, tedy lepší odladění, a umožňovaly také příjem stanic podstatně slabších než dosud. Při atmosférickém rušení byl příjem tímto způsobem u netlumených stanic snazší než s tickerem.

Značky se ozývaly ve sluchátku jako hudební, čisté tóny, a jejich výšku bylo lze laděním heterodynu libovolně nastavit a najít si nejvhodnější, nejlépe vyhovující uchu i sluchátku.

Ticker i schleiffer byly pomůcky mechanické, značně choulostivé, při nichž tečky a čárky Morseových značek se jevily jen jako kratší nebo delší šum ve sluchátkách. Podobně, jako krystalové detektory byly citlivé na nastavení, otřesy, vlhko a pod. Bylo zřejmo, že „lampičky“, které tyto nesnáze rázem odstraňovaly, jsou věcí budoucnosti.

 

Ukázka vzhledu zařízení radiové stanice z doby dávno minulé, pro porovnání s úpravou dnešní, kterou naši čtenáři znají.

Tento dojem ještě zesílil, když na petřínské radiové stanici vznikl desetikilowattový elektronkový vysilač. Tehdy to byl vzácný případ, snad ojedinělý pro výkon tak veliký. Ač tento vysílač měl 30 1/2 kW elektronek zapojených vedle sebe, buzených zpětnou vazbou, byl v provozu dosti spolehlivý. Dosáhli jsme s ním anténového výkonu až 13 kW. Za dobrých podmínek to umožňovalo přímou korespondenci s mnoha severoamerickými stanicemi, hlavně s vojenskou stanicí Annapolis, resp. Marion, snad také s Arlingtonem. Bylo sice třeba vysílati v nejvhodnější době čtyřiadvacetihodinového dne, velmi pomalu a někdy každé slovo až třikrát„ avšak dosáhli jsme s Amerikou spojení přímého, ušetřili jsme částečně poplatky v cizích měnách - zejména však se potvrdilo, že v budoucnu nemusíme tolik záviset na zprostředkujících stanicích a kabelech, a to znamenalo mnoho.

Tehdy nebylo o rozhlasu ještě ani potuchy. U mne zmíněné skutečnosti vedly k úvaze: „lampičky“ jsou základem, na němě spočívá budoucnost v radiotechnice. A to mne dlouho přitahovalo. Laskavostí Dr J. J. Friče, mecenáše čs. astronomie, a prof. Dr Fr. Nušla a prof. Dr Maška, otcových přátel, jsem si mohl jíž v první světové válce vypůjčit tehdy v Čechách vzácnou knížku Dr Pierre Correta s návodem na domácí zařízení na příjem časových signálů a meteorologických depeší, vysílaných radiovou stanicí Eiffelova věž, krystalový přijímač Ducretét et Roger, a zejména sluchátka o odporu 500 a 200 Ω. To byl výtvor jemné mechaniky, mimořádně citlivý, s jemnými membránami a mikrometrickým řízením. Při tehdejších krystalových detektorech a velmi vzdálených vysílačích mně tyto pomůcky přispěly do té míry, že jsem koncem války obstojně přijímal Morseovy značky sluchem, což tehdy byla sice úředně zakázaná, ale všestranně poučná činnost. „Lampičky“ dávaly však o tolik více než nejlepší detektor s nejcitlivějšími sluchátky. Jediná elektronka se zpětnou vazbou, a o kolik lepší byl příjem, oč více stanic, oč méně rušeni. Když k detekční zpětnovazební lampičce přibyl nízkofrekvenční transformátor a další elektronka jako zesilovač, tu zase mnoho násobně stoupla hlasitost. Bylo však velmi nesnadné „lampičky“ získat, a to nejen pro soukromého zájemce, nýbrž i pro úřady. Tu bylo blízko k plánu na čs. výrobu elektronek. Tím blíže pro mne, že jsem už z mládí ze sázavské sklárny o skle všelicos znal. Do ústavu prof. Ludvíka Šimka na české technice tehdy přišly první čs. žárovky, vyrobené pokusnou výrobou firmy Elektra v Hloubětíně, a tu jsem hned šel za myšlenkou, aby se začalo také s československými elektronkami.

Je třeba připomenou, že tehdy byly elektronky mnohem jednodušší než dnes. Byly to jen přímo žhavené triody, vlákna se používalo jen wolframového, se žhavicím proudem 0,6 až 0,1 ampéru. Podporován skutečně otcovsky prof. Rosou a prof. L. Šimkem, mohl jsem se proto věnovat hlavně vytvoření spolehlivé čerpací methody. Z laboratorních měření na technice bylo dosti známo o vakuu, z literatury všelicos o vývěvách i pro elektronková vakua, ale v praxi? Dotazy u výrobců, zejména v Německu a ve Francii, daly jen nevalné výsledky. Konečně jsem získal skleněnou vývěvu se rtuťovými parami. Napřed jsme ji ovšem dobře nakreslili a na milimetry (tehdy pro sklo velmi jemná míra) vyměřili; teprve pak zapojili. Dlouho nedávala ani přibližně žádané vakuum. Teprve zvýšení hrubého vakua pomohlo, bylo však nutno zapojit dvě rotační vývěvy olejové za sebou, aby se dosáhlo hrubého vakua 0,01 mm/Hg. Sotva několik dní jsme se těšili, že vývěvy jdou a drží, a již se dostavilo první zklamání: Náhlý pokles vakua, ač vše bylo zdánlivě nezměněno. Rtuťové páry vnikly však do rotační vývěvy, která ještě měla těsnění z komposice, amalgamací byla porušena přesnost, kleslo hrubé a v důsledku toho i vakuum jemné.

Bylo po radosti. Trvalo několik dní, než jsme nalezli příčinu. Stálo to novou vývěvu rotační a bylo třeba upravit ji tak, aby po druhé byla před parami rtuti chráněna.

Jakmile evakuační souprava zase pracovala, přistoupili jsme k úpravě kompresního manometru. Pro vysoká vakua, u elektronek nutná, bylo třeba jej pozměnit. Měření však dávalo nepravidelná, zcela nepravděpodobné výsledky. Tři dny jsme hledali příčinu. Při tom byla kapilára v převodu k manometru nahrazena širší a hle - nesnáze zmizely.

Tak to šlo krok za krokem, a snad se dnes zdá pošetilým, jak to šlo pomalu. Dnes však máme nejen pokročilejší, dokonalejší pomůcky, z nichž vycházíme, nýbrž i praxi a zkušenosti. Nezbylo, než se chybami učit. Konečně čerpací zařízení pracovalo - aspoň po většinu času, když jsme to od něho vyžadovali, nejen když samo chtělo. Začali jsme s čerpáním. Ruční improvisace prvních přijímacích tříelektrodových elektronek neskýtala v hloubětínské žárovkárně příliš obtíží. Vlákno v žárovkárně bylo niklový drát na nosníky vlákna, mřížky i anody také. Mřížku jsme udělali z niklového drátu, používaného tehdy na nosníky vlákna ve větších žárovkách. A anodu z „plechu“ získaného vyválcováním niklové mince. Na těsnicí dráty, zatavené do zploštělé části „nožičky“, jsme použili platiny. Elektronky byly přitaveny na skleněnou vidlici, vedoucí do evakuační skříně, vývěva uvedena v činnost, a nastojte - bylo dosaženo dostatečně vysokého vakua. Ovšem nejprve „na studeno“. Stažení vyhřívací skřínky tak, aby čerpané elektronky byly poznenáhlu zahřívány, bylo dalším úkolem. Vakuum silně kleslo, a dlouho trvalo, než se zlepšilo. Stupňovali jsme tedy teplotu, abychom se pokud možno přiblížili oněm 400°, kterých podle doslechu bylo třeba, aby se uvolnily okludované zbytky plynů a vlhkost, lpící na stěnách skla. Zřejmě jsme však nepočítali se všemi okolnostmi. Elektronka, nejblíže u vyhřívacího plamene změkla, skleněná stěna buňky se provalila a náhlým vniknutím velikého proudu vzduchu praskla drahá rtuť vývěva. A bylo zase po radosti. Na štěstí tu byl výkres vývěvy, včas pro jistotu pořízený. Náš foukač skla podle něho udělal asi tři vývěvy, co již druhá, pokud se dobře pamatuji, uspokojivě pracovala. Od té doby jsme používali po celou éru skleněných rtuťových vývěv jen vlastních výrobků, a ušetřili jsme tak hodně peněz. Až jsem se někdy divil, jak veliké odchylky při foukačském zhotovení vzniklé ještě vývěvy snesly a pracovaly. V různých zprávách bylo důrazně psáno o tom, jaká přesnost tu musí být. Mnohé z toho se ukázalo přepjatým.

Tak a podobně bylo třeba jít krok za krokem. Častokrát malá chyba, nezkušenost, nepřesnost anebo nepevnost ruky při důležitém úkonu vedly k porušení skla nebo k jiné příčině a ta celou „várku" čerpaných elektronek nebo i čerpací za řízení zkazila. Znovu začít a pozorněji pracovat, to bylo vše, co se tehdy dalo dělat, abychom se dostali dál.


Elektronky starší čs. výroby, malé vzory. Zleva: První a čtvrtá: z prvních přijímacích elektronek, triody o žhavení 4 V, 0,6 A. Druhá: pozdější provedení přijímací triody Mars pro všeobecné účely. - Ležící: čs. elektronka Mars, žhavení 3,7 V / 0,06 A s thoriovým vláknem. Pátá: dvojvlnná usměrňovací elektronka Mars. - Třetí: vysílací trioda Mars LV1, pro polní radiovou stanici TRD.

Po překonání prvních nesnází, o nichž jsme pojednali v minulém článku, jsme „upíchli“ (t. j. odtavili špičatým dmuchavkovým plamenem) první přijímací elektronky. Každý večer jsme ve své práci pokračovali; zejména konečnou fázi, čerpání, na níž tehdy zvlášť záleželo, jsme si nechávali po práci. Je větší klid a pravidelnost v průtlaku plynu a napětí ze sítě.

Jakmile bylo prokázáno, že není náhoda, když se podaří elektronky dokončit, požádali jsme prof. L. Šimka z Vysokého učení technického v Praze o vyzkoušení a posudek našich výrobků.

Teprve v té době jsem nastoupil u Elektry, akc. továrny na žárovky v Praze, abych se zapracoval i v technologii žárovek. Než jsem se rozhlédl, přibyt úkol neodkladný, dnes bychom řekli životně důležitý. Mladá Elektra musila se totiž bránit. Bylo zřejmo, že je, jako nezávislý čs. podnik, trnem v oku žárovkářskému kartelu, který již tehdy spěl k své „organisační dokonalosti“, jíž byl poté až do roku 1939 po celém světě neblaze proslulý, v komplikování výroby a prodeje všem, kdož nepracovali se silnou jeho účastí, t. j. jenom v úzkých hranicích, které jim nechával. Opíral se o řadu patentů. Bylo třeba uvést některé nároky na pravou míru. Elektra získala přispění význačného právníka Dr E. Schwarze a se stránky technické s osvědčenými praktiky - technology a patentáři z oboru, kteří tehdy byli dosažitelní nejspíše v Německu. Byla prostudována obsáhlá patentová literatura takřka z celého světa, opatřeny patentní a ostatní spisy tohoto oboru z většiny kulturních států (zajímavou oporu pro naše stanovisko jsme našli na př. ve spisech japonských) a podána zrušovací žaloba na tak zv. patent molybdenových háčků, důležitý pro celý obor. Já jsem ovšem mohl z počátku pomáhat jenom v detailních otázkách a v tuzemské agendě, teprve později v zahraniční, ale učil jsem se při tom jak se později ukázalo, i pro ostatní své práce. Dík dobré přípravě dosáhli jsme zrušení patentu (číslo 5782) v prvé instanci a protivník se ani neodvolal. Snad proto se nevěnovala taková péče druhé zrušovací žalobě, totiž proti patentu číslo 718 „Způsob výroby wolframového drátu pro žárovky“, a v prvé instanci patent obstál. Protivník ovšem věnoval věci veliké úsilí; ač měl k disposici svou velikou (berlínskou) patentovou kancelář, opatřil si, jak jsme poté zjistili, i spolupráci odborníků švýcarských a jiných, jen aby patent udržel. Musili jsme přidat v tempu: hledat další podklady, informace z nejrůznějších tak zvaných předuveřejnění a. pod. Druhá instance rozhodla příznivěji pro nás. Umožňovala nastoupit cestu k takovému omezení patentu, jaké odpovídalo pracím, vynálezcem vykonaným. Chystali jsme se k dalším krokům a současně hledali podklady pro obranu proti patentu na plynové ochranné plněni (pro tak zv. půlwattové žárovky). Mezitím přišla však zpráva, že kartel je ochoten dát Elektře licenci na své patenty za snesitelných, byť ne lehkých podmínek. Procesy a jejich přípravy, zejména spolupráce zahraničních odborníků a patentových kanceláří, byly velmi nákladné. Intervence, zabíraly mnoho času. Proto jsme obnovili jednání s kartelem a brzy je i skončili dohodou, která umožnila věnovat se průmyslové práci na místo hledání a studování toho, jak „důmyslně“ byly některé patenty vykonstruovány tak, aby dovolovaly ve skutečnosti daleko více, než měl zákonodárce na mysli, když chtěl vynálezce odměnit za to, čím přispěl technickému pokroku oboru.

 

       

Otisk dobrozdání o československých elektronkách, který vydal na základě, zkoušek Ústav theoretické a experimentální elektrotechnický při Českém vysokém učení technickém v Praze.

Prof. Ing. Ludvík ŠIMEK

byl řádným profesorem vysokého učení technického a přednostou Elektrotechnického ústavu v Praze. Skromný, skoro plachý, ale technik v nejlepším a universálním smyslu slova. Přispěl svou prací všem oborům, jichž se zúčastnil: v elektrifikaci trati Tábor-Bechyně, ve vývoji závodů Walter a Křižík, v čs. automobilismu a v leteckém motorářství, při činnosti učitelské na Vysoké škole, jako propagátor vodních sportů a ve skautingu, konstrukcí vysílače Petřín (krátce po ukončení první světové války dal jím mladé republice nezávislé spojení se světem), ideovou podporou a účinnou spoluprací při vzniku čs. výroby žárovek a elektronek, a později radiotechnické výroby vůbec, a posléze svou prací technicko-historickou v hodinářství. Vychoval řadu čs. elektroinženýrů a znovu jsme si jej připomněli při nedávné návštěvě amerického odborníka, který jej chtěl po revoluci jako bývalý žák navštívit, nevěda ještě, že krátce před tím zemřel.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V té době jsem se dostal k své prvé vysílací stanici. Brzy po vyrobení prvých přijímacích elektronek se ukázalo, že pro vojenskou správu je stejnou měrou za potřebí elektronek vysílacích. Pustili jsme se j do těch. Nejprve nás zlobily, totiž za krátkou dobu po zařazení do vysilače buď dostaly modrosvit nebo prasklo sklo atd. Bylo zřejmé, že je třeba zkoušet. Což jsme tehdy věděli o tom, jak možno „interně“ dělat zkoušku vysílací elektronky, aby byla spolehlivá? Nám i těm, kdo mohli být našimi odběrateli, byla jasná jedna věc: že musí ve vysílači s úspěchem pracovat, určitou slušnou dobu být konstantním, spolehlivým zdrojem netlumených kmitů. Postavili jsme si tedy slušnou anténu z komína hloubětínské Elektry na 20 metrový stožár zvlášť k tomu účelu postaveny na administrační budově. A pustili se do „domácí“ stavby vysilače, ovšem pro střední vlny. Šel ku podivu dobře, t. j. dobře vysílal, dokud se nespálil buď anodový zdroj (tehdy dynamko na napětí 600 až 1000 V), anebo nevypověděla zkoušená elektronka. Ale mohli jsme studovat, jaký způsob čerpání vede k úspěchu, jak je nutno hmoty elektronky připravit před čerpáním, jak a kolik napnout vlákno a mnohé jiné. Stalo se jasným, jak poučná a proto nezbytná jest opravdová zkouška.

V té době začali s prvním vysíláním rozhlasu v Praze. Konalo se z tak z kbelské vysílací stanice. Byl to původně vysílač určený pro telegrafii u kbelského letiště, k němuž dodavatel - firma Dr E. F. Huth, Berlín připojila modulační elektronku. Tyto začáteční práce lépe znají kolegové Vlach, Jandl a jiní, kteří je chystali a prováděli: zde se o kbelském vysílači zmiňuji jen proto, že jednou bylo třeba, pokud se pamatuji, jej opravit. Nemohl přitom vysílat. Tehdejší pracovníci Radiojournalu se obrátili na nás, abychom vypomohli. Upravil jsem zkušební hloubětínský vysílač na modulaci, den a noc jej „‚adjustoval“, a začali jsme vysílat rozhlas z Hloubětína. Vysílání bylo hlavně přijímáno v tehdejším kinu Sansouci a tvořilo tam zlatý hřeb programu.

Idyla však netrvala dlouho. Nějaký horlivý úřad k nám poslal komisi, a ta „osobně“ všechno, o čem usoudila, že patří k vysílači, zabavila a odvezla. Nebyly to, bohužel, jen elektronky, které při tom vzaly za své. Několik dní běhání po intervencích a případ se nevyjasňoval. Až se nám podařilo najít poslance, jemuž bylo jasno, že i domácí podnikání musí mít možnost zkoušek, má-li v novém oboru obstát. Pochopil, že je i pro celek užitečnější, pracují-li technikové v továrně, než chodí-li po instancích. Přesvědčil se na zbytcích vysilače, výslechem vrátného a přítomných, jak se s věcmi zacházelo. A chystal interpelaci. Nedošlo k ní; den před přednesem interpelace bylo všechno vráceno a upustili i od překážek naši práci. Je třeba dodat, že od té doby jsme nejen neměli podstatnějších překážek se strany úřadů, nýbrž že i mnohokráte nám vyšly vstříc v různých ohledech. To bylo vítáno, neboř obtíží jiných bylo stále dost.

  Čs. elektronky vysílací. Ležící: vysílací elektronka Mars pro 0,5 kW rozhlasový vysilač ve Strašnicích. - Vpravo: vysílací elektronka Mars, jeden z typů vyrobených podle předepsaných rozměrů a tvarů. - S dvěma růžky: vysílací elektronka Mars pro krátké vlny do stanice Radiotelegraphie Militaire. - Stojící vzadu: vysílací elektronka Mars 0,5 kW do vysilačů Huth. Způsob pro zpětnou vazbu podle Kühna a Katschové.

Jednou z nich bylo sklo. Tomu by málo kdo věřil při tehdejší vyspělosti čs. sklářství. Ale stále byly (a jsou dosud). Vznikaly z důvodů jednoduchých a tím tížeji odstranitelných. Čs. sklářství má staletou tradici. V řadě oborů bylo světové. A tu přišli lidé, a k tomu mladí a z oboru, který tradici neměl. Také sklo potřebovali a chtěli od skláren to a ono. Nejen baňky na žárovky a elektronky, ale baňky určité síly stěny, po celém obvodě a u všech exemplářů stejné. O síle, jdoucí od tolika do tolika desetin milimetru. Sklo takového složení, aby mělo roztažnost zcela určitou a stejnou při dodávce dnešní i za půl roku. Sklo, které se nesmí „‚odsklívat“ (t. j. státi se na povrchu matným) i když je dost rychle zahřejí a staví s jiným atd.

Toto byly pro sklářské odborníky požadavky rouhačské. Jejich sklo se dobře prodávalo do tolika zemí, platilo se výbornými měnami a často dráže než sklo ze zemí jiných. Oni tedy musí rozumět i tomu, jaké ty zpropadené baňky na žárovky a elektronky musí být! A ovšem také, jaké musí být trubky na ty části žárovek a elektronek, které jsme tehdy nazývaly patky. Z počátku s protestem vyslechli naše přání a posléze prosby. Později i bez protestu. Ale zřejmě nikdy vnitřně neuznali, že naše přání jsou na místě. Úsilí, získat si tuzemské dodavatele v tomto oboru nás tehdy stálo mnoho milionů, a nakonec nezbylo než brát žárovkové sklo z Rakouska, když jsme je nechtěli z Německa. A jistě by naši dovedli udělat alespoň takové, pravděpodobně i lepší. Ale neudělali, myšlenkově tehdy nepřipustili - i když si toho snad na konce nebyli plně vědomi - že sklo pro účely žárovkářské se musí řídit jinými požadavky než tradiční sklo české. t. j. ozdobné, umělecké a užitkové. A tak - budiž osudu žalováno - z části ještě do dnes (květen 1947) se pro tyto účely musí do Československa, do tradiční země jakostního sklářství, sklo dovážet.

Za devisy.

Jedno z pokusných provedení diody podle prof. A. Žáčka, jehož práce na těchto diodách byly základem pro magnetron. Ten, jak známo, umožnil za druhé světové války II radary s velmi krátkými vlnami a značnými výkony.

Zleva zarámovaný portrét A. Žáčka, faksimile patentního spisu z 25. 11.1926 a jeden z jeho pokusných magnetronů. Magnetrony s odděleným magnetizačním vinutím upravoval z běžných diod firmy Elektra (Radiolektra) v Praze-Hloubětíně. V roce 1925 F. R. Elder Žáčkův současník a Hullův kolega z laboratoře GE v Schenectady, z magnetronu „vytáhnul“ 8 kW při f = 30 kHz a účinnosti 69 %! Teoretické zdůvodnění činnosti segmentových magnetronů popsal K. Posthumus o deset let později (v práci Oscillations in a Split Anode Magnetron). V době, kdy A. Žáček experimentoval s magnetrony, Albert Hull přesedlal na pokusy s fanotrony a tyratrony (nákres vpravo).

RADIOAMATÉR 5/8/1947

pro web OK2KKW přepsal a upravil Matěj, OK1TEH