radio ww2

La radio de los aviones de la Segunda Guerra Mundial

Toda mi vida me han hablado de las antiguas tiendas de excedentes del Ejército y la Marina donde se podían comprar cubos de cristales FT-243, equipos de radio, máscaras de gas e incluso un Jeep metido en una gran caja de madera. Lamentablemente, esto ya no es así. Hoy en día, las tiendas de excedentes sólo tienen botas, equipo de campamento y linternas de fabricación china contemporánea. Son amargamente decepcionantes, excepto por una tienda de excedentes que encontré mientras estaba de vacaciones en las Adirondacks: Patriot of Lake George.

Allí encontré un unicornio de importancia histórica; un receptor de excedente CBY-46104 con dinamómetro, sin modificar desde el WW2. La fecha de fabricación fue a principios de la guerra, febrero de 1942. Esta cosa se conservó tan bien como el día en que fue sacada de su F4F Hellcat. Ningún jamón le ha puesto nunca un soldador o una broca. ¿Podría esta unidad haber visto algo de acción en el Pacífico Sur? Imagina las historias que podría contar!

Mi restauración no convencional de esta radio siguió reglas estrictas para minimizar la evidencia de la reparación tanto dentro como fuera, sin embargo, hacer que esta radio funcione de nuevo como si hubiera salido recién de la línea de montaje. Veamos como lo hice.


Un tipo de radio para cada necesidad

La lista de sistemas de radio instalados en los aviones de la Segunda Guerra Mundial no deja de crecer, más aún en el caso de los aviones especiales como los cazas nocturnos que dependían totalmente de la navegación por radio y de los sistemas de radar para llevar a cabo sus misiones y los aviones de interferencia cuyo propósito era ocultar flotas de aviones de bombardeo o invasiones de territorios costeros. Había diferentes sistemas para cada tarea especializada:

Una temprana instalación de radio B-29 que muestra una colección de equipos de radio. Se instalaría más equipo a medida que la guerra se prolongara. El resultado final es que usaron mucho equipo de radio para una multitud de propósitos. Un cuarto de radio muy ocupado de hecho!

  • Sistemas de radio de largo alcance para comunicarse con la base, típicamente consisten en un transmisor ART-13 y un receptor BC-348.
  • Sistemas de radio de corto alcance diseñados para la comunicación entre aeronaves, conocidos como conjuntos de comandos subdivididos en una multitud de bandas.
  • Equipo de radiocomunicación aire-tierra.
  • Balizas de radar para identificar la aeronave como amistosa (identificar amigo o enemigo, o IFF).
  • Receptores de radionavegación de varios tipos de
    • radiogoniómetros,
    • receptores de pendiente de planeo para fines de aterrizaje, y
    • Los sistemas de navegación por radio TDOA similares a los modernos GPS (excepto que había que medir manualmente la diferencia de tiempo de llegada con un osciloscopio y alinearlo en cartas especiales), como GEE.
  • Sistemas de radar de varios tipos.
  • Receptores de guerra electrónica para detectar las señales de radar del enemigo.


Parte del equipo de radio ARC-5

Instalación del juego de mandos en un B-25H, mostrando la ubicación del equipo del juego de mandos (izquierda) y las cabezas de control (derecha) que están situadas de manera que estén disponibles para el piloto para el control directo por radio.

En algún lugar de esta colección de sistemas de radio, usted encontraría un receptor CBY-46104. Este receptor es parte de una serie de equipos de radio conocidos como conjuntos de comandos ARC-5, que describe una clase entera de equipos de transmisión y recepción de la Segunda Guerra Mundial para la comunicación entre aeronaves. Esta clase de equipo incluye transmisores y receptores separados que pueden ser controlados remotamente por los pilotos a través de una cabeza de control remoto montada en algún lugar de la cabina de vuelo.

Estas radios fueron diseñadas a mediados de los años 30. Los transmisores utilizan una arquitectura MOPA (Amplificador de Potencia del Oscilador Maestro) que soporta la transmisión de teléfonos AM y CW (también conocido como código Morse). Los receptores utilizan una arquitectura heterodina de conversión simple similar a la de los grandes radios de consola de madera de la época. Se utilizaron tubos octales como dispositivos activos y las frecuencias operativas no excedieron los 20 MHz, lo cual se consideraba una frecuencia alta a mediados de la década de 1930.

Este equipo de radio era liviano para los estándares de la Segunda Guerra Mundial, el CBY-46104 pesa sólo 6 libras y está hecho completamente de aluminio. Es un diseño de chasis/radio cuidadosamente balanceado para minimizar el peso (estos fueron instalados en aeronaves después de todo) mientras que también se mantiene resistente y capaz de proporcionar una operación estable a través de los rangos de temperatura MIL-SPEC y la vibración intensa.

El CBY-46104 cubre 1.5-3 Mc ya sea AM o CW (también puede sintonizar SSB en modo CW), hecho por la Aircraft Radio Corporation de Boonton N.J. en febrero de 1942 con SN# 1777. El contrato para esta corrida fue el #74812 con fecha 29 de junio de 1940, demostrando el aumento en la compra/producción de material de guerra antes de Pearl Harbor. En otras palabras, estaban planeando con anticipación este conflicto (un libro interesante sobre este tema, cómo la producción bélica en los EE.UU. fue establecida de antemano por un ejecutivo de General Motors que estableció la cadena de suministro global de GM en los años 20 y 30).


Reglas de compromiso para la restauración

Para preservar este tesoro histórico mis reglas de restauración fueron:

  • No se requiere la sustitución de ningún componente en absoluto.
  • Si un condensador falló, entonces debe ser rellenado de nuevo.
  • La unidad debe estar completamente operativa según las especificaciones originales.
  • La unidad debe funcionar con su dinamómetro, como estaba previsto.
  • No se puede perforar ningún agujero, ni en el chasis ni en el enchufe.
  • El conector de alimentación trasero debe permanecer tal cual.
  • No hay modificaciones en el chasis en absoluto.

Estas no fueron reglas fáciles de seguir porque, como sabemos, el primer paso para la restauración de radios antiguos es reemplazar todos los condensadores de papel y electrolíticos, ahorrando mucho dolor de cabeza y tiempo.


Evaluación inicial

En lugar de reemplazar las tapas, opté por hacer una revisión superficial de las mismas e intentar encender la unidad para una evaluación. Probé los tapones electrolíticos y de papel con un DVM de Fluke en el modo de resistencia para ver si había cortos evidentes o baja impedancia. Todos los tapones estaban en circuito abierto en lo que respecta a mi DVM (lamentablemente, los DVM no son lo suficientemente sensibles como para realizar una prueba de fuga adecuada, más adelante se tratará este tema).

Luego tuve que localizar la documentación. Afortunadamente, es fácil encontrar documentación para el equipo de radio de la Segunda Guerra Mundial porque estuvo omnipresente desde finales de los 40 hasta principios de los 70 en las estaciones de radioaficionados de todo el mundo (aquí hay un enlace en PDF al manual de todos o la mayoría de los equipos ARC-5). Una práctica típica de la época posterior a la Segunda Guerra Mundial era que los radioaficionados de Elmer regalaran un receptor ARC-5 a un joven radioaficionado que estaba trabajando para obtener su licencia. Con dicho receptor el joven radioaficionado podría sintonizar el tráfico de radio de todo el mundo y practicar la escucha de transmisiones en código Morse (CW).

No es fácil conectar los radios militares de excedente porque normalmente utilizan conectores multipolo para la alimentación y otros controles. De la documentación descubrí lo que tenía que enchufar en el conector multipolo de la parte posterior; +28 VDC, un interruptor de conmutación externo de CW/AM, un pote de control de ganancia de RF, un altavoz de 600 ohmios (usé un altavoz de 8 ohmios y un transformador de adaptación de impedancia).

Pero uno podría preguntarse, «con una entrada de 28VDC, ¿cómo conseguimos alto voltaje para las placas de tubo de vacío?» Así es como lo hicieron en la Segunda Guerra Mundial: Esta unidad tiene lo que se conoce como un Dinamotor. El alto voltaje se generó a partir del Dinamotor. Todo, desde los receptores hasta los transmisores que funcionaban con buses de CC de bajo voltaje utilizaban dinamotores para generar los 200-1000V, o más, necesarios para el funcionamiento.

Los dinamotores son generadores de motor; en mi caso un extremo es un motor giratorio con motor de 28VDC y el otro extremo es un generador de 250VDC. En lugar de tener dos motores con dos ejes atados juntos (las unidades más grandes en los barcos realmente utilizan tales configuraciones) este motor está construido en una unidad compacta con dos armaduras y dos juegos de cepillos. 28VDC adentro, 250VDC afuera todo el tiempo girando como un torbellino de pájaros.

Quité las campanas (tapas finales) de ambos lados del motor. Apliqué 28V y, con cuidado con mi dedo, empujé la armadura en el lado de 28V del dinamómetro para ponerlo en funcionamiento. Giró como un motor a reacción de los años 50! Whrrrrrrrrrrr….

Después de unos 30 segundos el Whrrr sonó ligeramente empantanado, cargado en realidad, por el calentamiento de los tubos de vacío y el consumo de corriente de la salida de 250VDC del dinamomotor. Entonces el ruido salió del altavoz. Conecté mi dipolo de 20m y para mi asombro estaba sintonizando emisoras de AM a unos 1500 Kc. Había mucho ruido que salía por el altavoz, probablemente debido a la falla de las tapas de desacoplamiento que, de otra manera, silenciaría el zumbido del dinamómetro. El receptor no era demasiado sensible, y la sintonía estaba atascada en los rangos de frecuencia más altos del dial. Fue en este punto que lo apagué, esta radio quiso trabajar y todo lo que tenía que hacer ahora era limpiarla y arreglar algunas cosas.


Servicio de Condensadores y Resistencias

La primera orden del día fue probar con precisión los condensadores porque era obvio que algunos no funcionaban según las especificaciones. Es difícil probar los condensadores correctamente, se requieren múltiples pruebas para detectar los condensadores defectuosos:

  • Prueba con un DVM en ajuste de ohmio.
    • La prueba de condensadores con un DVM en modo de resistencia mostrará cuáles están en cortocircuito pero no revelará los condensadores con fugas que sólo tienen fugas muy leves (por ejemplo, tienen una impedancia de CC extremadamente alta) a altos voltajes. La prueba del DVM sólo revela las tapas cortocircuitadas, este es un primer paso necesario.
  • Prueba para el valor especificado.
    • Un condensador debe funcionar a su valor especificado, por lo que es bueno hacer una prueba para ver si la tapa funciona como un tapón. Esta prueba mostrará si la tapa está funcionando como una tapa y como se especifica. Desafortunadamente algunos condensadores con fugas medirán a su valor especificado, así que esta prueba no es definitiva.
  • Resistencia electrostática (ESR).
    • En la electrónica moderna de bajo voltaje la métrica clave para la bondad del condensador es la ESR. Esta prueba confirmará que un condensador está presentando una baja impedancia a una señal de alta frecuencia. En otras palabras, cuánta resistencia en serie de CC presenta un condensador cuando se mide a una frecuencia relativamente alta. Idealmente, los condensadores no deberían presentar ninguna resistencia, pero los condensadores prácticos sí presentan alguna resistencia baja y los malos condensadores presentan mucha más que alguna resistencia.
    • Dicho esto, la prueba de ESR es útil para probar los condensadores de la fuente de alimentación electrolítica en los equipos de tubo.
  • Fuga.
    • Para los condensadores de alta tensión, la métrica clave de la bondad es la fuga. ¿Cuánta corriente se filtra a través de un condensador viejo? Si pequeñas cantidades de corriente (del orden de un dígito de uA) se filtran a través del condensador, entonces ese condensador es malo. Un tapón con fugas actuará como una resistencia de alto valor, en el rango de muchos-multi-mega ohmios, por lo tanto, se producirá una polarización inversa en las rejillas de las tuberías o se descargará, causando que no funcione como un condensador en absoluto. La prueba de fuga es absolutamente crítica y debe hacerse para cada una de las tapas.

Dado todo esto, las claves para la localización de averías en los equipos de tubos son probar la capacitancia de cada tapa para verificar que está funcionando y probar la fuga para asegurarse de que no está perdiendo corriente entre los circuitos.

Para comprobar el valor y la fuga con un dispositivo de prueba usted debe resucitar una vieja pieza de equipo de prueba conocida como el verificador de condensadores. Encontré el mío en el Hamvention de Dayton hace muchos años por 10 dólares. Consiste en unos pocos diales y un tubo de $0027Ojo Mágico$0027 muy sensible que desviará la fuga es detectado. El laboratorio del Sr. Carlson tiene un gran vídeo sobre como usar uno.

Para comprobar cada tapa tuve que quitar cada una de ellas del circuito, una a una. No se puede evitar esto, de lo contrario podría perderse la lectura del valor de la tapa o la prueba de fuga. Sorprendentemente, la vasta mayoría de estos condensadores de Feb 1942 probaron bien. Esto es un testamento para no reemplazar todas las tapas si ud no tiene que hacerlo. Encontré que todos menos tres de los tapones de cera y papel sellados con latas de metal (especiales para el ARC-5 y otros equipos de radio de la Segunda Guerra Mundial, también conocidos como condensadores de $0027maceta$0027 debido a la forma de sus latas de metal) y los tapones electrolíticos necesitaban ser reemplazados. Opté por rellenar de nuevo los tapones defectuosos abriendo las latas de metal, extrayendo las vísceras y colocando un recambio moderno, y luego pegando las latas de nuevo.

Cuidado de la resistencia

A continuación comprobé todas las resistencias con mi DVM de Fluke. Lo bueno del equipo de tubos es que cuando se corta la corriente, los tubos presentan un circuito abierto y, por lo tanto, se pueden probar las resistencias de forma fiable en circuito sin necesidad de retirarlas.

Las resistencias antiguas tienden a aumentar de valor con el tiempo. Particularmente las de mayor valor en el rango de 100 de K o M ohmio. Para este radio ninguna resistencia estaba fuera de tolerancia! Increíble para las resistencias construidas antes de febrero del 42.


Mantenimiento del Dinamotor

En la Segunda Guerra Mundial se generó un alto voltaje para las placas de los moto-generadores como este, conocido como un Dynamotor. Aquí lo vemos desmontado para su limpieza.

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Luego pasé a limpiar el Dinamotor. Estaba funcionando pero no bien. Afortunadamente son fáciles de mantener, están diseñados para que cualquiera con un destornillador de cabeza plana pueda arreglarlos. Encontré un video sobre el servicio de un motor similar y procedí a desmontar el mío, limpiar la grasa vieja de los cojinetes, poner grasa nueva en los cojinetes, limpiar las armaduras y volver a montar. El dinamomotor funcionó perfectamente, como nuevo otra vez!


Problemas con el Condensador Variable de Sintonía

Con buenas resistencias, buenos tapones, un dinamómetro en funcionamiento, pasé al mecanismo de afinación. Algo no estaba bien, las placas de la gran tapa de afinación variable estaban literalmente rozando unas con otras. Hice las reparaciones necesarias; parece que esta unidad se cayó en algún momento y las placas fijas, que normalmente estaban aisladas eléctricamente de la tierra, se habían desprendido de sus aislantes de plástico. Las puse de nuevo en su sitio y la unidad de sintonía quedó como nueva.

Las radios viejas son como los coches viejos, les vendría bien una alineación de vez en cuando. Dados los cambios en la unidad de sintonía me di cuenta de que tenía que hacer una alineación completa. Seguí las instrucciones del manual de servicio original, alineando primero la FI (usando un generador de señal sintetizada moderno para ponerla en su sitio), luego el montaje de la tapa variable del frontal que acababa de reparar. Este último fue complicado, con algunas alineaciones específicas de banda alta, media y baja requeridas.

Con el receptor alineado probé su sensibilidad. Medí <1 uV en AM a 2 MHz, más que suficiente para mí y excediendo fácilmente la especificación original de fábrica.

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