冰上的电火花发射机——安装和调试第一批北极定向信标站的磨难

冰上的火花——北极无线电定向信标安装始末

关于描述先驱者使用弓箭开疆拓土的古老谚语不仅局限于对荒野西部的探索和定居，在许多领域都适用。这个故事题为“冰上的火花”，讲述了安装和调试第一批北极无线电定向信标的部队的经历和磨难。该故事刊载在1945年的《飞行时代》杂志上。

电火花“ Sparks”（或“ Sparky”）是对早期无线电操作员的昵称，他们使用火花隙发射器发送莫尔斯电码消息。尽管今天它并不多见，但在研发出更好的发射器系统之前，它使用了很多年。马克·韦弗（Mark Weaver）文章中最有趣的部分是讨论了影响各种波长无线电波的许多大气现象。为了解决北大西洋和太平洋海域交通的飞机定向信标导航系统所遇到的问题，许多军人、后备役和老百姓贡献了自己的聪明才智，为此做出了巨大的牺牲。

文：马克·韦弗（Mark W.Weaver）

徘徊的无线电波，衰落的信号和北极光困扰着世界各地的飞机中的无线电操作员。

不久前，格陵兰的一名空对地无线电操作员正在听一名战术飞行员将其位置报告给附近的电台。这是平常的飞机和地面的通信呼叫，直到准确播报的甜美的女性声音回复飞行员的呼叫。

“请您再次确认一下位置”，陆航通信系统冰封前哨的无线电操作员轻声抱怨。跳相（Skip-phase）是北极无线电通讯中的挑战，这种情况已将格鲁吉亚一个小型飞机场的控制塔中的WAC带到了格陵兰岛的电波上。

跳相（Skip-phase）是某些无线电波在整个地球表面上徘徊所具有的古朴特征，再加上北极光的扰乱电离层及引起的磁感应效应所引起的“衰落”信号，使许多飞往北极飞机上的无线电技师感到无可奈何。再加上如此低的温度，甚至连黄铜猴都躲起来了，而得到的一笔款项使北极的导航通讯的精彩故事就值得大书特书了。

在普雷斯克岛(Presque Isle)的一个低于零摄氏度的夜晚，一个在名为“ pickle-barrel”的方向探测塔中工作的下士在电台屋外听到奇怪的爆裂声。围绕该测向塔巡查啥也没发现，但是声音持续存在。他再次用手枪武装着，跋涉到寒冷的地方再度检查。他满脸红脸，回到工作岗位，喃喃地说出“该死的冷空气”。噪音是由于冷空气将钉子拔出木塔而产生的。

这个在冰封的房子内的无线电操作员在不断操作以保持飞行员需要的波束。

珍珠港事件发生前41天，当大型航空电台首次渗透到北极圈爱斯基摩人的土地上时，人们对北极的电子学有了很多了解。但是，跳相，衰落和其他干扰仍然属于部分未解决的问题。

战争之前，在遥远的北部只有几个气象站。皮草贸易前哨站设有电台，用于天气预报和与更多有人值守站点的联系。哈德逊湾公司是最早认识萨姆·麦吉土地上无线电价值的公司之一。四年前，商业航空公司安装了一些助航设备，后来，更多的旅行路线安装了这些助航设备。空军（AAF），更准确地说是AACS，拥有一两个独立的前哨基地。

空军和陆军通讯兵连的工程师将在导航专家的建议下，建立一个空对地，点对点，无线电覆盖的信标站网络。AACS旨在帮助奠定基础通讯设施，然后继续运营该设施，而工程师们则忙于下一步工作。这个计划有两个很严重的障碍。所需的许多设备仍在工厂的装配线上，因此难以及时将物料运到北极地区。

航空运输计划处理一些物资供应。这意味着要从占该区域大部分地区的冰川和沼泽地上刮出一条跑道。因为天气莫不可测，前一天的工作可能没法确保下一天能继续飞行，冰层解冻时会变得像第一架飞机进入时一样像过山车般的崎岖。正如一位AACS人士所说：“您永远可以相信飞机在沼泽地错误的位置起飞和落地可以应付自如。”飞行员已经习惯了在崎岖跑道上打滑起飞。

通过从加拿大那里“寻获”的零件，获得了许多设备。这种对无线电零件的绝望搜寻成为一些“午夜请购单”的传奇故事的基础。最好的回忆之一是某个偏僻的台站。在非工作期间值班的一名警卫坐在一个靠在电台屋里的温暖中。他太累了，睡得很香。几个小时后，当零摄氏度的天气刺骨的寒冷唤醒了他时，他周围只有一片荒凉的北极冬季，他什么都没有找到。当他睡觉时，有人移动了天线杆，发射器和电台屋。

建设一个北极站非常类似于另一个冰封和严寒的十二个月中的九个月。一些地点位于多岩石的海岸线上。其他的则在遥远的内陆，以柔软的麝香树为基础，作为传输线和天线杆的基础。将重型无线电设备移到布满巨石且充满意想不到的软弱点的地面上，这几乎是一项不可能完成的任务。

为了深入了解北极地区的建筑问题，请听AACS官员哈力麦凯利（Harry A. Mackley）少校讲的故事。不到两年前，麦凯利（Mackley）作为一名在拉布拉多安装电台站的军官，9月就已经抵达施工现场。

“这是离开北极的时候，而不能进入。在漫长而寒冷的冬季夜晚临近之际，除AACS以外的所有其他人都有足够的洞察力和冬眠的感觉，” 麦凯利（Mackley）回忆说。

事实证明，铺设塔基和下沉天线杆很繁琐。在薄薄的一层苔藓下大约有八到十英寸的麝香叶，而在下面，代替一块坚实的基岩，一英尺又一英尺的巨石浸渍的冰川冰。

讨论激发了将混凝土用作人造基岩的想法。困难在于将半液态的水，沙子，砾石和水泥的混合物保持足够长的时间以使两极凝固。他们进行了实验。加热混凝土“炖牛肉”至接近沸点，使之处于可延展的状态，时间长到足以使电线杆和塔架支撑下降。它像一护身符一样工作，但冰融化不均匀。塔就这样软软地被支撑着，看起来就像是醉酒的艺术家的作品。经过进一步的加热和固定试验后，支撑架还算挺平整，但是到目前为止，塔架还是有些倾斜。

麦凯利（Mackley）总结道：“二十四小时中，有十五至十八个小时的连轴转工作并不罕见。直到人们累得站不起来为止。生活条件恶劣。零下的冬天的寒冷正在悄悄溜走扎在我们身上，帐篷里根本睡不好。食物虽然很好，但是却很少。我们学会了几乎一无所获并且喜欢它！”

有时爱斯基摩人会给您一些有关施工问题的提示。在巴芬湾上的巴德平岛。一个名为Erkalling的爱斯基摩人被任命为AACS前哨基地的指导，必须向白人展示如何释放冰锁的补给船。爆破尝试已部分破坏了旧木桶。Erkalling的脸上满是笑容，将草木灰撒在船体周围的大圆圈内，并沿着一条小路上岸。

两天后，在最少破冰的情况下，AACS船员得以将补给运到岸上。它是如何操作的？经过多次努力后，吸热原理已经做到了。灰烬变黑了，已经吸收了足够的热量来部分融化冰块。

不仅在建筑施工中，而且在无线电设备中，许多北极电台导航站都迫切需要精巧的设计。在格陵兰岛的一个气象通讯站，一艘撞船充当了紧急发射和接收站。

通过精确的位置报告，像北极这样的定向站已经挽救了许多失联的飞机。

积雪滑坡和永远的恶劣天气使向采摘地点运送物资变得不切实际。工作可能会持续三到四个星期，但必须立即广播天气信息。

所有的电源，包括便携式电源，都在手边。连接了线路，使接收器投入运行，并且天线与放在冰帽上的绝缘杆相连。唯一缺少的是发射台的适当的接地。通常，这不会造成任何问题。航海电台只是绑在船的钢壳上。但这是一艘木制的船。工作人员疯狂的搜寻从边缘到边缘大约三英尺处发现了一块薄薄的铜正方形。连接电线，将板固定在水面下的木制船体上。与外界的通联按时发出。

接地问题已被证明是北极无线电通信技术运营中的主要危害之一。接地和天线之间的关系与大型电容器的关系非常相似，也就是说，两者之间存在电场。因此，不正确的接地会削弱或消散信号强度。

在大多数站点，接地可以是常规辐射类型。放射状的埋在潮湿土壤中的电线使能量损失低。

为了减少由于在许多北极地区发现的干燥，沙质或多岩石的地形而导致的能量损失，使用了一种称为“地网”的接地系统。它由一个电线网络组成，该电线网络竖立在离地面几英尺高的地方，但与之绝缘，并以轮辐方式延伸，以发射机为中心。在某些情况下，巴伦能在防止能量损失方面起到很大的作用。

那些频率较高频点容易衰减或保持完全静音，这会给AACS无线电操作员和飞行员带来最大的麻烦。它有点烦人，当它坐在大约10000英尺的高处以接收地面的天气报告时，并且信号衰减厉害。关键在于北极光和电离层所发挥的磁性技巧。后者本来应该可以阻止无线电波并将其发送回地球，但有时会错过一些。高于电离层的临界频率的波不会反弹回地面。强烈的电磁风暴或太阳斑故障不断改变电离层的临界频率。

一些无线电工程师已经预测，频率的快速变化可以部分缓解衰落。到目前为止，唯一的解决方案是使用受影响最小的介质。在这些电子风暴中，无线电范围和归位信标的低频受到的影响很小。

几年前，准将，当时的上校，全球AACS负责人伊万法尔曼（Ivan L. Farman）将这个词传给了北极站，以便在他们必须使用信鸽来传递信息。他发表了这一声明，为使用低频传输铺平了道路。他的声明被灵活运用，将广泛使用长波频段带入了零下的无线电设备。

空对地和测向站被迫在更高的频率上继续运行，仍然遭受着衰落和不稳定行为的间歇攻击。跳相阶段的问题会导致飞机仪表盘出现一些奇怪的花样。跳频是如此之快，以至于外国广播节目将在本地广播期间徘徊，而几秒钟后，就像流逝了一样。

在这片荒凉而寂寞的北极前哨基地没有飞机跑道，因此B-24解放者必须低空掠过才能丢下食物，燃料和设备。

并非所有在零以下电台中解开的结都是技术性的。在一个纽芬兰站，发射机位置被改变了。两名AACS维修军士面临着连续运行的问题。通过使用备用的发射器并在临时线路上穿线，它们可以继续工作。总部有线询问时间和停播多长时间。两人咧嘴笑着说：“上帝的恩典和比电话公司更多的电报”使这一举动没有间断。

或考虑在北加拿大前哨基地的一位专家的案例。他的设备位于卡车的后部。由于无法正确加热发射器以进行操作，他将GI袜子包裹在整流管周围。热量增加足够他的操作，可以联系他所在地区的飞机交通信息。

诸如无线电测距和归位信标站之类的导航辅助设备在精度上已经走了很长一段路。首次在遥远的北极投入使用时，飞行员曾经抱怨说，测距腿比合唱团女孩的曲线还要弯曲得多。太令人尴尬的是，自认为跟随追寻信标轻快地骑行，却发现自己在某个山峰上步履蹒跚。

如今，配备了最新的电子测试设备的AACS飞机武装到了尾翼，可以乘坐飞机从阿留申群岛到格陵兰岛的各种范围的距离，以检查是否有任何新奇的裂痕，拐角以及错误的构建。他们沿着从巴芬湾到埃德蒙顿的冰封路线追踪归巢信标，以观察是否有错误。以这种检查和仔细检查的方式，简化了北极无线电信标站的许多困难。

用一位飞行员的话说，即使还有很多事情要学，“北极可能还没有完全被人们征服，但是AACS建设无线电定向信标站已经被掌控了。”