Radiocommunicatie: Afstandsbesturing van een doelvliegtuig (1937 – 1940)

Afstandsbesturing van een Fokker C.VII/VIII W doelvliegtuig (1937 – 1940)

Op 21 december 1937 verzocht het Bureau van den Chef van het Materieel der Marine-artillerie aan het Meetgebouw om een methode te ontwikkelen waarmee een doelvliegtuig uiteindelijk op afstand vanaf een schip te besturen zou moeten zijn; een vroege drone-ontwikkeling! Als doelvliegtuig zou volgens het verslag een Fokker C.VII W van de Marine Luchtvaart Dienst (MLD) ingezet worden. Op dat moment waren op dat moment zo’n dertig van deze Fokker C.VII W watervliegtuigen aanwezig bij de MLD.

Uit de archieven blijkt dat dit plan al langer bestaat: in een brief uit 1936 stelt het Ministerie van Binnenlandse Zaken vast dat de frequentieband 175-250 MHz (1,714-1,200 m)* gereserveerd is voor ‘de UKG communicatie voor de automatische besturing en voor het Verkenningssein (Marine)’.   [* golflengten in een meter]

Fokker C.VII W (bron: Wikipedia)
Fokker C.VII W (bron: Wikipedia)

Het plan is een nog te kiezen MLD-watervliegtuig uit te rusten met een automatische piloot van het type Alkan. Moderne techniek, want Robert Alkan ontwikkelde de automatische piloot nog geen twee jaar eerder in 1936 (US patent 2,221,748). De levering van de Alkan automatische piloot zou rond april 1938 gaan plaatsvinden. Het Meetgebouw zou parallel kunnen werken aan het voorbereiden van apparatuur om op afstand de ‘gashendel annex contactknop‘ te ‘commandeeren‘: afstandsbesturing vanaf de grond van de gasmanette.

Een probleem is dat de in Nederland aanwezige Fokker C.VII W vliegtuigen bij de Marine uit verschillende series komen. Uit werktekeningen blijkt dat de vliegtuigen van elkaar afwijken, waardoor er een probleem voorzien wordt met de maatvoering van de in te bouwen onderdelen van de afstandsbesturing. Bekeken zou worden of een van de toestellen vast aangewezen zou kunnen worden voor de inbouw.

Uit het verslag van de bespreking blijkt dat men er niet zeker van is of de Armstrong-Siddeley Lynx motor geen storing zou geven op de automatische piloot en de te ontwikkelen afstandbesturing. Er wordt daarom door de Marine een brief naar de fabriek in Engeland gestuurd om ‘inlichtingen over de elektrische afscherming’.

Het plan is dat zodra de afstandbesturing gereed is, er proefvluchten zullen plaatsvinden. De aanwezige testvlieger, om in te grijpen bij onvolkomendheden, moet kunnen communiceren met de ‘bestuurder op afstand’. Hier wordt verwezen naar een kortegolf radiotelefonisch toestel van de Commissie van Physische Strijdmiddelen. Uit het verslag is niet duidelijk of hier het NSF type DR-42 toestel bedoeld wordt.
Tevens werd gesproken over de noodzaak tot inbouw van een radiografisch registrerende hoogtemeter, die was afgeleid van de meteorograaf.

Gesteld wordt dat het plaatsen van een gerichte antenne op een schip zeer wel mogelijk is; de ijzermassa’s zullen de werking niet te zeer beïnvloeden.

 

Ontwikkelingen 1938

Uit de archieven blijkt dat het Meetgebouw eind 1937 fl 3.000 aan budget toegewezen krijgt (ten laste van de begroting 1938) voor deze ontwikkeling. Er wordt gestart met de ontwikkeling van een zender voor op de grond en aan mechanische onderdelen in het vliegtuig nodig voor de besturing op afstand.

Op 3 maart 1938 wordt door de Marine een Fokker C.VIII-Wis, een 11.5 meter lang en 18 meter breed watervliegtuig, als vast toestel voor proefnemingen aangewezen. Op 14 maart 1938 wordt een verslag over ‘metingen aan bewegingsorganen vliegtuig’ door het Meetgebouw verstuurd aan de opdrachtgever.

Fokker C.VIII-W (foto: Beeldbank NIMH)
Fokker C.VIII-W (bron: Beeldbank NIMH)

Ontwikkelingen 1939

Op 18 januari wordt een budget van fl 1830,92 vrijgegeven voor de verdere ontwikkeling nadat gerapporteerd is dat er fl 522,80 in 1938 overgebleven is voor dit project.

In het museumarchief zit een elektronische tekening van de radiozender op de grond voor de besturing van het vliegtuig. De zender kon inmiddels informatie over de gashendelstand, de stijghoek (pitch) en koershoek (yaw) overbrengen. Daarnaast heeft het museum een tekening van het voorgestelde mechanisme van de gashendel en een zestal detailtekeningen. Deze tekeningen zijn gedateerd 6 april 1939.

Op 24 oktober 1939 wordt een nota van Alkan (Valenton, Frankrijk) doorgestuurd naar de Commissie voor Physische Strijdmiddelen voor de reis- en verblijfkosten van een chef monteur vanuit Frankrijk naar “Vliegkamp de Mok” voor de “montage van den automatische koersbestuurder Alkan“. Een kopie van de nota eindigt in een stukje archief dat niet vernietigd is bij de inval van de Duitsers. De werkzaamheden vinden plaats tussen 11 en 23 juni 1939 – ruim een jaar later dan het originele plan. De kosten: 13 dagen a fl 30,-/dag voor de werkzaamheden (Frs. 7.800), 2 keer retour 1e klas Den Haag-Den Helder (Frs. 106) en 1e klas retour Parijs-Den Haag (Frs. 684).

Op 29 december 1939 volgt een bestelbrief aan het Meetgebouw voor een elektronische ontvanger voor de vliegtuigbesturing. 

Status in 1940

Op 10 april 1940 is de afstandbesturing in een vergevorderd stadium. De directeur van Afdeling II.A van het Departement van Defensie zet de ontwikkeling tijdelijk stop omdat dit werk (gegeven de Duitse dreiging) minder urgent is dan ander werk [NL-HaNA, Cie. Physische Strijdmiddelen, 2.13.94, inv.nr. 2].
Bij het uitbreken van de oorlog in mei werden de voltooide onderdelen en informatie daarover vernietigd. Wat is overgebleven zijn een elektronische tekening van de radiozender, een gedetailleerde voorstelschets van de gashendelbediening, en zes zeer gedetailleerde mechanische tekeningen. De laatsten zijn gedateerd 6 april 1939.

 

Ontwerp van de afstandbesturing en zender

Zender - afstandsbesturing van de Fokker
Zender van de afstandsbesturing van een Fokker C.VIII W (klik voor vergroting)

Uit de zendertekening lezen wij af dat er 2 x TB04/8 “appelbuizen” als power-oscillator gebruikt worden. Deze buizen waren favoriet bij Von Weiler, hij gebruikte ze ook voor het ‘electrisch luistertoestel‘ en de ultrakortegolf veldtelefoon. Met de gloeidraadschakelaar kan één kring aangezet worden, die dan binnen circa 0.5 sec op vol vermogen staat te zenden. Er zijn er twee voor betrouwbaarheid van het systeem. Als de mA meter uitslaat werkt de betreffende oscillator/zenderkring. Om de gloeispanning van de zender van accuspanning van 4 V te reduceren naar 2.8 V wordt vermoedelijk de weerstand van de aanwezige bedrading gebruikt. Daarom concluderen wij dat maar één zendtrap tegelijk gebruikt kon worden.

Appelbuizen
Appelbuizen TB04/8

Om amplitudemodulatie (AM) van het zendsignaal te verkrijgen laat de “modulator” met buis ELL1 de 400 V zender-voedingsspanning slingeren tussen de 50 en 750 V. De buis bevat twee penthode’s en vormen een balansschakeling.
(Opm: Bij gebruik van een enkele penthode kan de kern van de uitgangstransformator in verzadiging gaan, ten gevolge van statische magnetisatie van deze kern, hetgeen onwenselijk is. De remedie zou zijn een zwaardere uitgangstransformator te nemen, bij voorkeur met luchtspleet).

ELL1 dubbele pentode (foto: Studieverzameling EWI)
Dubbele pentode ELL1 (foto met dank aan Studieverzameling EWI)

De 6 x EBC3 toongeneratoren (Colpitts) staan allemaal aan. De uitgangen worden in drie paren met schakelaars overbrugd. De condensatoren (0.05 uF) zullen per oscillator verschillen om zodoende een bijvoorbeeld van links naar rechts in het schema opklimmende toonreeks te vormen. De uitgangen vormen gezamenlijk een stroomkring die naar de ingangstransformator van de eerder beschreven modulator van de zender gaat. Bekijken we het linkerpaar generatoren, dan is het vrijwel zeker dat de schakelaar drie standen had. Voor de betrouwbaarheid van het signaal zijn de schakelaars dubbel uitgevoerd. In de middenstand zijn alle uitgangen kortgesloten waarbij de 700 Ohm weerstanden ervoor zorgen dat de toongeneratoroscillatoren blijven lopen.

EBC3 (foto met dank aan Studieverzameling EWI)
EBC3 (foto met dank aan Studieverzameling EWI)

De bediening werkt kortweg als volgt: gashendel naar links: oscillator 1 geeft signaal door (minderen gas) zodra de schakelaars contact maken; gashendel in de middenstand: alles zo laten; gashendel naar rechts: oscillator 2 geeft signaal door (meerderen gas). Hetzelfde voor de stijghoek- en koershoekbesturingen met oscillators 3-4 en 5-6.

Het moet mogelijk zijn geweest om drie tonen tegelijk uit te zenden, waarbij de amplitude per toon niet beïnvloed zal zijn geweest door de doorgifte van de tonen van andere generatoren. Hiertoe zal de ingangsimpedantie van de bij de ELL1 genoemde ingangstransformator van de modulator hoog zijn gekozen, dus een geringe belasting vormen. Tevens wordt dan voorkomen dat de oscillatoren elkaar “zien”
Het voltage ten gevolge van de optelling van de drie toonsignalen zal overigens bijna drie keer zo hoog zijn geweest als van één toon, zodat men heeft moeten oppassen de zender niet te laten “clippen”. Maar er is nergens een volumeregelaar te ontdekken. Het simpelst zou het geweest zijn om dan maar de kathodeweerstand van de ELL1 (600 Ohm) instelbaar te maken.

De voeding spreekt min of meer voor zich: een zware 400V voeding, vermoedelijk 30 à 50 W, voor de zender; een lichtere van 280 V (circa 20 W) voor de modulator en oscillatoren. Met schakelaar S1 wordt de 2.4 V voor de gloeispanning van de zender aangezet. Schakelaar S2 zet de omvormers voor de hoogspanning aan. Gegeven de batterijcapaciteit van loodaccu’s concluderen wij dat maar één zender tegelijk gebruikt kon worden.

 

Mechanisch ontwerp

Gashendel voor de afstandsbesturing
Ontwerp van de gashendel voor de afstandsbesturing

 

Deel van de gashandelbesturing
Deel van de gashandelbesturing