РЛС ASV Mark II - ASV Mark II radar

ASV Mk. II
Передняя передающая антенна ASV Mk II на Consolidated Canso.png
ASV Mk. II антенны на RCAF Консолидированный Кансо (PBY). Передатчик находится в верхней части кабины, приемник более темного цвета по левому борту установлен снизу и справа под углом наружу.
Страна происхожденияВеликобритания
Введено1940 (1940)
Нет. построен~24,600
ТипПоиск на поверхности моря
Частота176 МГц (VHF)
PRF400 пакетов в секунду
Ширина луча~ 150 градусов
Ширина импульса2,6 мкс
АссортиментОт 1 до 40 миль (1,6–64,4 км)
Точность~ 5 градусов
Мощность7 кВт
Другие именаТип 286

Радар, судно класса "воздух-поверхность", Mark II, или ASV Mk. II короче, был в воздухе радар поиска поверхности моря разработан британской Министерство авиации непосредственно перед началом Вторая Мировая Война. Это был первый авиационный радар любого типа, который можно было использовать в оперативных целях. Широко использовался на самолетах Прибрежное командование Королевских ВВС, Авиация флота и аналогичные группы в США и Канаде. Также была разработана версия для малых кораблей, Королевский флот с Тип 286.

Система была разработана между концом 1937 и началом 1939 года после случайного обнаружения кораблей в Английский канал экспериментальным радар класса "воздух-воздух". Оригинал ASV Mk. я поступил на вооружение в начале 1940 года и был быстро заменен значительно улучшенным Mk. II. Одноместный Mk. II был отправлен в США во время Миссия Тизарда в декабре 1940 года, где он продемонстрировал свою способность обнаруживать большие корабли на дальности 60 миль (97 км). Производство сразу же занялось Philco в США и Research Enterprises Limited в Канаде, и только в США произведено более 17 000 таких устройств.

Это был Mk. II есть Фейри-меч-рыба который обнаружил Бисмарк в тяжелом пасмурном небе, торпедировав ее и приведя к ее гибели на следующий день. Mk. II был лишь частично эффективен против гораздо меньших Подводные лодки, тем более что сигнал пропадал по мере приближения самолетов к цели, и они теряли связь ночью. Чтобы закрыть пробел, Ли свет был представлен, позволяющий визуально обнаружить подводную лодку после того, как она исчезнет с экрана радара. С появлением фонарей Leigh перехват подводных лодок в ночное время стал обычным явлением и превратил немецкие порты в Бискайский залив в смертельные ловушки.

А микроволновая печь -частотная РЛС ASV, ASVS, разрабатывалась с 1941 г., но необходимые резонаторные магнетроны были в ограниченном количестве, и приоритет был отдан H2S. Захват Mk. II-оборудованный Викерс Веллингтон немцами привело к введению Радар-детектор Metox настроен на его частоты. Вскоре после этого британские пилоты сообщили, что подводные лодки пикировали, когда самолеты начали приближаться. Новый дизайн на основе H2S, ASV Mk. III, был срочно принят на вооружение, заменив Mk. II с 1943 года. Mk. II оставался в эксплуатации на протяжении всей войны на других театрах военных действий.

Развитие

Задний план

Ранние подразделения работали на таких длинных волнах, что единственным доступным самолетом, который был достаточно большим, чтобы нести антенны, был этот Хейфорд.

В начале разработки первой британской радиолокационной системы, Сеть Главная (CH), Генри Тизард забеспокоились, что система СН окажется настолько эффективной, что ВВС Германии (Люфтваффе ) будет вынужден обратиться к ночная бомбардировка. Тизард знал, что пилот-истребитель может ожидать увидеть бомбардировщик на расстоянии не более 1000 ярдов (910 м), в то время как точность системы CH составляла примерно 5 миль (8,0 км).[1] 27 апреля 1936 г. он написал докладную записку по этому поводу и отправил ее в Хью Даудинг, который был в то время Член Air по исследованиям и разработкам, и скопировал Роберт Ватт в исследовательском центре CH по адресу: г. Усадьба Боудси в Саффолке.[2]

Ватт встретился со своими исследователями в местном пабе Crown and Castle и согласился, что лучшим решением было представить небольшой радар, который можно было бы установить в ночной истребитель. Если бы бортовой радар имел дальность действия около 5 миль, CH мог бы получить задание вывести истребитель в общую зону, а затем собственный радар истребителя мог бы взять на себя управление и вести их, пока враг не станет видимым визуально. "Ириска" Боуэн попросили взяться за проект и сформировали небольшую команду для рассмотрения проблемы в августе 1936 года. Они дали концепции имя RDF2, так как Chain Home в то время называлась RDF1. Позже это будет известно как "Радиолокатор воздушного перехвата ", или AI для краткости.[3]

Основной проблемой, с которой столкнулась ВДВ, была проблема длина волны. По разным причинам антенна с разумными усиление должен быть того же порядка длины, что и длина волны сигнала, с полуволновой диполь являясь общим решением. CH работал на длинах волн порядка 10 метров, что требовало антенн длиной около 5 метров (16 футов), что было слишком большим для того, чтобы их можно было носить на борту самолета. В течение 1936 года основной задачей команды была разработка радиосистем, работающих на гораздо более коротких длинах волн, и в конечном итоге остановилась на установке, работающей на 6,7 м, на основе экспериментального телевизионного приемника, построенного в EMI.[4]

Открытие

В начале 1937 г. ВДВ получила ряд Western Electric Электронные лампы дверной ручки типа 316A. Они подходили для создания блоков передатчиков постоянной мощностью около 20 Вт для длин волн от 1 до 10 м. Перси Хибберд построил новый двухтактный усилитель с использованием двух таких трубок, работающих на длине волны 1,25 м; ниже 1,25 м чувствительность резко упала.[5] Джеральд Тач преобразовал приемник EMI на ту же частоту, используя его в качестве промежуточная частота часть супергетеродинный цепь. Новые комплекты были установлены на Хэндли Пейдж Хейфорд в марте 1937 г.[6]

В первом полете установка продемонстрировала очень ограниченную дальность действия против самолетов. Однако, управляя самолетом, операторы видели на дисплее странные сигналы. Наконец они поняли, что это были причалы и подъемные краны на Доки Харвича миль к югу от Боудси. Судоходство также появилось, но команда не смогла проверить это очень хорошо, так как Heyford было запрещено летать над водой.[7]

С этим случайным обнаружением корабля команде дали два Авро Энсон морской патрульный самолет, K6260 и K8758вместе с пятью пилотами, находящимися поблизости RAF Martlesham Heath чтобы проверить эту роль. Ранние тесты продемонстрировали проблему с шумом от система зажигания вмешиваться в приемник, но вскоре это было решено монтажниками на Royal Aircraft Establishment (РАЭ).[8]

Во время своего первого настоящего испытания 17 августа Энсон K6260 с Тачем и Китом Вудом на борту сразу же обнаружил отгрузку в Английский канал на расстоянии от 2 до 3 миль (3,2–4,8 км). Это было особенно впечатляюще с учетом очень низкой мощности передатчика, около 100 Вт на импульс.[9]

Демонстрация

Авро Энсон K8758, как видно из K6260. Экспериментальный радар на K6260 сделал роковое обнаружение Мужественный и Саутгемптон это привело к усилиям ASV.

К этому времени Ватт переехал в штаб-квартиру Министерства авиации в Лондоне. Он услышал об успешном испытании и позвонил группе, чтобы узнать, будут ли они доступны для демонстрации в начале сентября. Планы были в стадии реализации военные учения в проливе, включая объединенный флот из Королевский флот корабли и Прибрежное командование Королевских ВВС самолет, и Ватт хотел сорвать вечеринку. Днем 3 сентября 1937 г. K6260 успешно обнаружил линкор HMSРодни, авианосец HMSМужественный и легкий крейсер HMSСаутгемптон, получая очень хорошую отдачу.[10]

На следующий день они взлетели на рассвете и в почти полной облачности обнаружили Мужественный и Саутгемптон на расстоянии от 5 до 6 миль (8,0–9,7 км). Когда они приблизились к кораблям, Энсон в конце концов стал виден сквозь облака, и команда смогла увидеть Мужественный запуск самолетов в тщетной попытке их перехватить.[7] Погода была настолько плохой, что операторам пришлось использовать радар в качестве навигационной системы, чтобы найти дорогу домой, используя отражение от прибрежных скал.[10]

Обещание системы не было потеряно для наблюдателей; Альберт Персиваль Роу из Комитет Тизард прокомментировал, что «если бы они знали, это была надпись на стене для немецкой подводной службы».[10]

Продолжение развития

В течение следующего года команда Боуэна обнаружила, что больше работает над ASV, чем над AI. Во многом это было связано с разработкой новых антенных систем, более совершенных, чем система на «Энсоне», где диполь удерживался за пределами аварийного люка и вращался вручную для поиска сигналов. Среди экспериментов был моторизованный вращающийся диполь, который сканировал всю область вокруг самолета и отображал углы по оси X и диапазон по оси Y. Это, кажется, первый пример того, что сегодня известно как B-прицел.[11]

ASV оказалось легко разработать по ряду причин. Во-первых, базовый самолет имел тенденцию быть очень большим, поэтому размер и вес оборудования не были такими важными, как у гораздо меньших ночных истребителей. В этих самолетах также было легче передвигаться при установке оборудования. Другая причина заключалась в том, что эти самолеты имели тенденцию летать на более медленных скоростях, а это означало, что для лучшего приема можно было использовать антенны большего размера, не оказывая серьезного влияния на характеристики самолета. В ранних устройствах использовались стандартные четвертьволновые диполи, установленные на носовой части, но позже они были расширены до трехчетвертьволновых в производственных единицах.[12]

Но главной причиной того, что ASV было легче разработать, чем AI, было поведение очень высокая частота (VHF) радиоволны при взаимодействии с водой. В случае ИИ, когда сигнал радара попадал на землю, он имел тенденцию разбросать во всех направлениях, посылая часть сигнала обратно на самолет. Хотя была возвращена только небольшая часть исходного сигнала, размер земли был практически бесконечным, так что это возврат земли все еще был намного сильнее, чем отражение от цели. Самолет, летевший на типичной для немецких бомбардировщиков высоте 15 000 футов (4,6 км), мог видеть только самолеты в пределах 15 000 футов, все, что было дальше, было скрыто в отражении с земли. Это было намного меньше, чем 5 миль, необходимых, чтобы сократить разрыв с Chain Home.[1]

Для сравнения, когда тот же сигнал попадает в воду, он имеет тенденцию отражаться, а не рассеиваться, посылая большую часть сигнала вперед и в сторону от самолета. Единственный раз, когда сигнал можно было увидеть, - это когда самолет очень близко подходил к воде, когда часть его ударялась о воду прямо перед самолетом, и рассеяние волн приводило к отражению земли. Даже тогда сигнал был относительно слабым по сравнению с огромным отражением от земли, наблюдаемым в случае ИИ, и вызывал проблемы только в пределах примерно 0,5 мили (0,80 км) от самолета, хотя он мог вырасти до 4,5 миль (7,2 км) в государства открытого моря. На практике это оказалось важным ограничением, но в конечном итоге оно было решено обходным путем.[13]

Наконец, форма целей, видимая с радара, была идеальной для обнаружения. Борт корабля, вертикально поднимающийся над поверхностью воды, создавал частичный угловой отражатель. Радиосигналы, непосредственно поражающие цель, возвращались в приемник, но так же поступал и любой сигнал, отражающийся вперед от воды рядом с кораблем, поскольку этот сигнал также ударял по кораблю и отражался обратно в приемник. В то время как самолеты было трудно обнаружить за пределами 4 миль (6,4 км), корабли можно было легко обнаружить на расстояниях порядка 10 миль (16 км). Таким образом обрабатывалась любая вертикальная поверхность, включая прибрежные скалы, которые можно было подобрать с очень большого расстояния и которые оказались чрезвычайно полезными для навигации.[14]

Новые тубы

EF50 сделал бортовые радары практичными из-за их относительно небольшого размера, хорошей частотной характеристики и хорошей мощности.

Некоторое время AI и ASV развивались параллельно. В мае 1938 года группа получила лампы Western Electric 4304, которые заменили дверные ручки 316As в передатчике и улучшили мощность передачи до 2000 Вт. При испытаниях это доказало увеличение дальности обнаружения на кораблях до 12–15 миль (19–24 км), хотя в роли ИИ диапазон был немного улучшен.[15]

В то время как проблема передатчика считалась решенной с новыми лампами, у команды были значительные проблемы с приемниками. А Метровик сотруднику сказали начать сборку приемников и попросили привести пример, но у команды был только один годный к полетам приемник, и им пришлось передать им старую собранную вручную настольную модель с инструкциями, что ее нельзя использовать для производственного проекта. . Разумеется, Метровик вернул конструкцию на основе этой модели, которая оказалась бесполезной. Команда также связалась Коссор и предоставили полную информацию о требуемом дизайне, но когда они вернули свою первую попытку шесть месяцев спустя, он был полностью непригоден. Когда они попросили об улучшении, Коссор никогда не отвечал, потому что был слишком занят другой работой.[16]

В ожидании прибытия приемников Метровик и Коссор произошла случайная встреча между Боуэном и его бывшим профессором Королевского колледжа, лауреатом Нобелевской премии. Эдвард Эпплтон. В начале 1939 года Эпплтон упомянул Боуэну, что Pye Electronics также интересовался BBC это экспериментальная телевизионная служба 45 МГц и построила приемники, которые все еще могут быть у них под рукой. Боуэн посетил компанию в апреле или мае и обнаружил, что у них есть «оценки и оценки» приемников в готовом к производству виде. Когда они протестировали их, было обнаружено, что они намного превосходят модели EMI.[17]

Большая часть улучшений в приемнике Pye была связана с использованием трубки нового типа, разработанной Philips, то EF50 «Миниватт», который был разработан специально для эффективного использования УКВ.[17] На пробирках была этикетка Mullard, дочерняя компания Филипа в Великобритании. В ходе расследования Маллард сообщил Министерству авиации, что лампы на самом деле производились на заводе Philips в г. Эйндховен, и что попытки начать производство в Великобритании потерпели неудачу из-за проблем с производством баз. Основания использовали новую конструкцию, которая была ключевой для работы ламп.[17]

Это привело к поспешным усилиям по запуску производства на фабриках Малларда. В эсминец HMS Виндзор был отправлен в Нидерланды, чтобы забрать совет директоров Philips, в то время как два грузовых корабля были отправлены за 25000 EF50 и еще 25000 баз, на которых Маллард мог построить дополнительные трубы, пока была создана новая производственная линия. Корабли ушли, поскольку немецкое нападение на Нидерланды продолжалось, и доки находились под постоянной угрозой воздушного нападения.[17]

К концу июля 1939 года у команды наконец было все на месте, и был разослан заказ на двадцать четыре единицы.[18] Метровик будет производить передатчики, Пай уже наращивал производство того, что стало известно как Пай полоска приемник, и Пай также начал экспериментальное производство электронно-лучевая трубка (CRT), который оказался подходящим для использования в радарах.[19]

ASV Mk. я

Модель Mk. I использовали антенную схему, аналогичную Mk. II видно на этом RCAF Дуглас Дигби в CFB Rockcliffe. Этот конкретный самолет также нес экспериментальную антенну с высоким коэффициентом усиления под крыльями, которую здесь не видно.

В начале августа команде сообщили, что Министерство авиации заказало 30 единиц ИИ и ожидает, что Боуэн установит их в Бристоль Бленхейм самолет в течение 30 дней.[19] Когда агрегаты начали прибывать, они обнаружили, что передатчик Metrovick также является настольной моделью, и когда они выразили протест, Метровик отметил, что Ватт лично посетил завод и сказал им запустить его в производство, потому что было известно, что он работает.[20]

Чтобы еще больше запутать ситуацию, когда 1 сентября началась война, большинство AMES команда была поспешно отправлена ​​в условленное место на Университет Данди в Шотландии, только чтобы обнаружить, что ничего не было подготовлено. Ректор смутно помнил разговор на эту тему с Ваттом, а к настоящему времени студенты вернулись на осенний семестр, а свободных мест было мало.[21]

Команда Боуэна была отправлена ​​на небольшой аэродром за пределами Перт (на некотором расстоянии от Данди), который совершенно не подходил для установки. Тем не менее, радиолокационные станции и самолеты начали прибывать вместе с новыми требованиями от ВВС флота по оснащению некоторых своих самолетов противоракетной системой в самолетах Swordfish и Walrus.[22]

На встрече в Лондоне 30 ноября 1939 г. обсуждались относительные приоритеты для Chain Home, Chain Home Low, AI и ASV. Боуэн завершил планы по созданию радиостанций ASV в EKCO используя в передатчике новые лампы VT90 (позже известные как CV62), а AI Mk. Я бы использовал старые DET12 и TY120. Это означало, что ASV будет несколько более продвинутым, чем AI.[18]

Еще одна случайная встреча после встречи побудила Боуэна попробовать новый материал, полиэтилен, от Imperial Chemical Industries (ICI), которая произвела отличные коаксиальный кабель и аккуратно решили электрические проблемы, которые у них были. Вскоре он стал использоваться во всей отрасли.[23]

Первый ASV, в котором использовались серийные детали, был вручную установлен на Walrus и отправлен в Госпорт для испытаний. Эта версия работала на номинальной длине волны 1,5 м на частоте 214 МГц.[18] Пролетая над водой всего на 20 футов (6,1 м), радар легко обнаруживал корабли вокруг Солента. Луи Маунтбеттен наблюдал за этим представлением и немедленно приказал установить один на свой эсминец, HMS Келли. Вскоре военно-морской флот получил название Тип 286, и 200 таких единиц в конечном итоге будут установлены на эсминцы и торпедные катера.[24]

Между тем, Бернард Ловелл прибыли в Перт и через контакты в министерстве авиации убедили их, что это место не подходит для их работы. Новое место на RAF Санкт-Афан в Уэльсе, и команда переехала в ангар на аэродроме в ноябре 1939 года. Условия оказались немного лучше, чем в Перте, и команде пришлось работать при отрицательных температурах, так как двери ангара пришлось оставить открытыми. Тем не менее, к концу декабря им удалось установить 17 радаров искусственного интеллекта в Бленхеймсе и 3 ASV во вновь прибывшем прибрежном командовании. Lockheed Hudsons. Январь улучшил этот показатель до 18 AI и 12 ASV, и эти цифры продолжали расти в течение года.[25]

Раннее использование

Даксфорда Шорт Сандерленд устанавливает оригинальные антенны ближнего действия, теперь окрашенные в ярко-желтый цвет. К моменту выхода этого самолета из эксплуатации они использовались только как приемники для Lucero и BABS.

К началу 1940 года «Хадсоны» прибывали по два-три человека в неделю, и экипажи могли быстро подбирать комплекты благодаря легкой рабочей обстановке в большом фюзеляже. В то время команда была достаточно большой, чтобы они могли отправить небольшую группу в Док Пембрук, где № 10 эскадрильи RAAF работал Шорт Сандерленд.[26] Группа смогла быстро укомплектовать ASV Mk. Я к этим самолетам, а затем Объединенная Каталина это тоже только начало прибывать. Между тем, Роберт Хэнбери Браун и Кейт Вуд начал обучение экипажей тому, как лучше всего использовать системы.[25]

Испытательные полеты начались в конце 1939 года, и они использовались в боевых условиях в первые месяцы 1940 года. Пройдет некоторое время, прежде чем соответствующие наборы AI Mark IV вступят в строй в июле 1940 года, что сделало ASV первой в мире действующей бортовой радиолокационной системой.[а] Сначала экипажи сочли систему относительно бесполезной для атак, поскольку они не могли надежно обнаруживать подводные лодки, единственные немецкие корабли в этом районе. Испытания показали, что максимальная дальность обнаружения на надводной подводной лодке составляет около 5,5 миль (8,9 км), поэтому в условиях открытого моря с минимальной дальностью 4,5 мили это оставляло мало места для обнаружения.[27] Но они нашли эти наборы полезными для постоянного наблюдения за конвоями, а также для навигации, глядя на отражения с морских скал.[25]

Но устройство стало чрезвычайно полезным после того, как командир эскадрильи Сидни Лагг установил МКФ Марк II транспондер в базе, настроенный для работы на частотах ASV. Система IFF передавала короткий импульс радиосигнала всякий раз, когда она слышала импульс от одного из радаров ASV, и его сигнал был настолько мощным, что экипажи могли уловить его на расстоянии от 50 до 60 миль (80–97 км) от базы, в результате чего обратный рейс в RAF Leuchars гораздо менее насыщенный событиями. Экипажи стали называть маяк «Мать».[26]

В феврале 1940 года был составлен сборник ранних боевых отчетов, чтобы лучше понять, как улучшить систему. К этому времени Mk. Я также был установлен на Блэкберн Бота и Бристоль Бофорт самолет. В отчетах отмечалось, что система была полезна для обнаружения кораблей в ночное время или в плохую погоду, но страдала от того факта, что вражеские корабли обычно примыкали к береговой линии, где отражения с суши часто затопляли возвращаемые корабли. Он также был полезен для управления атакой, когда облачный покров был ниже 1500 футов (460 м), так как они могли провести атаку, даже не будучи замеченными.[28]

ASV Mk. II

Компактные Яги крепились к стойкам крыла на Фейри-меч-рыба. Система, подобная этой, была ответственна за обнаружение и, в конечном итоге, потопление Бисмарк.

На основе опыта Mk. I единицы в полевых условиях, январь 1940 г. Джеральд Тач приступил к проектированию нового набора, работая в РАЭ. Ханбери Браун присоединился к нему в феврале 1940 года.[29]

Новый ASV Mk. II по сути представляла собой рационализированный и доработанный вариант Mk. I, немного отличающийся по электронике, но значительно по компоновке, проводке и конструкции. Среди изменений было отделение электроники приемника от дисплея, так что любой из них можно было исправить, заменив их по отдельности и используя набор стандартных электрических разъемов на всех кабелях.[28]

В результате Mk. II был намного надежнее Mk. Я; он не предлагал повышения производительности, но сохранял эту производительность, несмотря на грубое обслуживание, и его было намного легче исправить в полевых условиях.[29] Единственное другое существенное изменение заключалось в перемещении рабочей частоты с 214 МГц на 176 МГц, поскольку было обнаружено, что Mk. Мешали военно-морским радиомаяки.[28]

Заказ на 4000 единиц был размещен у компаний EKCO и Pye. По неизвестным причинам переговоры по контракту требовали значительного времени для завершения, и на протяжении всего производственного цикла велась борьба за преимущество с подразделениями ИИ и Chain Home Low в котором также использовалась полоска Pye. Первый Mk. II начали поступать летом 1940 года, и к октябрю 1940 года было поставлено 140 передатчиков, 45 приемников и 80 дисплеев. К концу марта 1941 года это число увеличилось до 2000 передатчиков и 1000 приемников.[30]

Mk. II добился своего первого успеха 30 ноября 1940 года, когда Whitley Mk. VI поврежден U-71 в Бискайский залив.[31][b] 26 мая 1941 г. Фейри-меч-рыба оснащенный Mk. Я обнаружил Бисмарк когда он пытался вернуться во Францию ​​для ремонта.[32] Это обнаружение привело к Бисмарк's на следующий день тонет.[33] К середине 1941 года радар ASV увеличил дневные атаки на подводные лодки на 20% и впервые сделал возможными ночные атаки. Первая успешная ночная атака на подводную лодку была осуществлена ​​Swordfish 21 декабря 1941 года.[34]

Дальний ASV

Этот Coastal Command Liberator устанавливает оба набора антенн LRASV. В носовой части и под крыльями расположены группы Yagi для прямого поиска, а бортовая группа левого борта видна почти рядом с круглым узлом сбоку фюзеляжа. Самолет, находящийся в двух отстающих, оснащен ASV Mk. III.
На Веллингтоне бортовая решетка использовала общий передающий массив, расположенный вдоль верхней части фюзеляжа.

ASV не был разработан для обнаружения подводных лодок, но испытания, проведенные в конце 1939 года Хадсоном из 220-я эскадрилья RAF против HMS L27 показали, что подводные лодки можно подбирать на ограниченной дальности и в условиях низкого моря.[35]

Эксперименты показали, что основной проблемой, вызывающей малую дальность действия, был низкий коэффициент усиления антенн. Учитывая низкие скорости самолета, так что сопротивление не было существенной проблемой по сравнению с ролью ИИ, команда смогла использовать Яги антенны с гораздо большим усилением. В типичных установках передатчик находился в передней части носа, а два приемника под крыльями были направлены наружу в их сторону. точка половинной мощности, обычно 22,5 градуса. Названные Long-Range ASV или LRASV для краткости, новые антенны стали доступны для установки в 1940 году.[35]

Вскоре после переезда в Сент-Афан в 1939 году Хэнбери Браун получил запрос на установку ASV на Армстронг Уитворт Уитли бомбардировщик, который больше не был конкурентоспособным и передавался для других целей. Браун воспользовался шансом разработать новую антенну, тип Массив Sterba, который тянулся по обеим сторонам плоской задней части фюзеляжа, стреляя в сторону, а не вперед. Этот «бортовой ряд» позволял самолету обыскивать обширные участки океана по обе стороны от самолета одновременно, что было большим улучшением по сравнению с конструкцией, предназначенной только для движения вперед.[35]

Боковой массив предлагал примерно в 2,5 раза больший коэффициент усиления, чем исходная система. Это позволяло обнаруживать корабли среднего размера на расстоянии 40 миль (64 км) и подводные лодки в надводном положении на расстоянии от 10 до 15 миль (16–24 км), что является огромным преимуществом по сравнению с Mk. Я стилизовал антенны. Самолет мог сканировать подходы к колонне, пролетая 10 миль в одну сторону от нее, преодолевая путь шириной 20 миль. Подводные лодки были недостаточно быстры, чтобы преодолеть это расстояние до того, как самолет вернулся для еще одного прохода. Было некоторое обсуждение того, чтобы сделать его специальным дисплеем для облегчения интерпретации, но вместо этого он был введен в эксплуатацию с использованием оригинального дисплея ASV.[36]

Миссия Тизарда

Основная статья: Миссия Тизарда

В начале 1940 года в министерстве авиации и в правительстве в целом велись длительные дебаты о том, следует ли сообщать Соединенным Штатам о многих технологических разработках, происходящих в Великобритании. Великобритания страдала от нехватки рабочей силы и производственных мощностей - проблемы, которые США могли легко решить. Они также надеялись получить доступ к Бомбовой прицел Норден, который на несколько лет опередил их версию, Автоматический бомбовый прицел.[37] Тем не менее, концепции радаров считались одними из самых передовых в мире, и передача их США означала бы сдачу некоторых из лучших идей Великобритании в пользу того, что тогда еще оставалось неприсоединившейся стороной.[38]

В конечном итоге Уинстон Черчилль лично отклонил любые оставшиеся возражения и поручил Генри Тизарду принять меры. После рассмотрения множества разрабатываемых технологий команда Тизарда в конечном итоге выбрала четыре, чтобы взять с собой; AI Mk. IV, ASV Mk.II, IFF Mark II и новый резонаторный магнетрон, который сделал радары намного меньше и мощнее. Они также знали и позволяли говорить о других технологиях, включая реактивный двигатель и исходные концепции ядерная бомба подробно описано Комитет MAUD.[39]

По разным причинам команда миссии сначала поехала в Канаду, где встретилась с членами Национальный исследовательский совет Канады (NRC) в Оттава.[40] Здесь они были удивлены, узнав, что в сентябре 1939 года NRC начало работу над радаром ASV с использованием адаптированного радиовысотомер построен Westinghouse Electric в США. Этот набор работал на относительно короткой длине волны 67 см, что примерно вдвое меньше, чем у британского 1,5-метрового набора. К ноябрю прототип был готов к работе и добивался определенных успехов.[41]

Миссия Тизарда находилась в Оттаве всего два дня перед отъездом в Вашингтон. В течение этого времени радиокоманды NRC изучали блок ASV, пытаясь узнать все, что могли, о его конструкции, прежде чем он улетит в США. Это привело к дебатам о том, продолжать ли разработку собственной системы, более короткая длина волны которой сделает ее более подходящей для использования в самолетах, или просто построить британское устройство с использованием канадских и американских труб.[42]

Прибытие миссии в Вашингтон первоначально привело к аналогичным сюрпризам, когда команда узнала, что армия и флот США разработали радары, похожие на британские Chain Home и Chain Home Low. Однако ВМС США пожаловались, что было бы намного лучше, если бы радары работали на микроволновых частотах, и объяснили свое разочарование тем, что существующие микроволновые устройства имеют мощность всего несколько ватт. Боуэн полез в свой сейф и достал резонаторный магнетрон номер 6. Это устройство производило импульсы мощностью около 10 кВт, в сотни раз больше, чем устройства США, а новые модели вскоре стали производить в десять раз больше.[43]

Это событие сломало лед, и вскоре две команды составили полный график разработки и производства всех британских образцов. В конце концов было решено, что американские компании начнут производство 1,5-метровых установок ASV и AI, одновременно начав исследования новых радаров с использованием магнетрона.[43] В конечном итоге партии стран, которые Research Enterprises Limited (REL) в Торонто построит британское подразделение AVS как есть, построив новый завод для его строительства. В конечном итоге было произведено несколько тысяч единиц, в основном проданных в США.[42]

Ли свет

Основная статья: Ли Лайт
Член экипажа чистит Leigh Light, установленный под правым крылом Прибрежное командование Королевских ВВС Освободитель GR Mk V. Свет можно было направить на цель без необходимости направлять самолет прямо на нее.

Несмотря на способность системы обнаруживать подводные лодки ночью, атаковать их было непросто. После определения приблизительного местоположения на бортовой решетке цель была нанесена на карту, и самолет совершил маневр, чтобы он мог начать приближаться к ней с помощью направленных вперед антенн. Они имели меньшее усиление и подбирали подводную лодку на более коротких дистанциях, поэтому существовала вероятность того, что подводная лодка сможет уйти, когда они переключатся с борта на наступление.[44]

Но настоящая проблема заключалась в том, что минимальная дальность действия радара составляла в лучшем случае около 1000 ярдов; на более коротких расстояниях отражения от цели сливались с оставшимся сигналом от передатчика и становились невидимыми в электронном шуме и рассеялись от воды. К сожалению, 1000 ярдов - это слишком большое расстояние для подводной лодки, чтобы ее можно было увидеть ночью, за исключением идеальных условий, таких как полная луна. Та же проблема коснулась и радаров искусственного интеллекта, но в этом случае она была гораздо более серьезной из-за небольшого размера авиационных целей по сравнению с подводной лодкой или кораблем, и команда приложила значительные усилия, пытаясь решить этот «минимум». диапазон полемики ", пока безуспешно.[45]

Пока эта работа продолжалась, было представлено новое решение. Хамфри де Верд Ли Эта идея пришла в голову офицеру по персоналу Королевских ВВС после разговора с возвращающимся экипажем и изучения проблемы отключения на коротких дистанциях. Он построил прожектор в обтекаемый контейнер с линзой, которая распределяла луч так, чтобы он покрыл область шириной несколько градусов на расстоянии 1000 ярдов (910 м), примерно под тем же углом, что и луч радара. Он будет включен, как только сигнал исчезнет на экране радара, освещая цель и позволяя визуально провести последние секунды подхода.[46]

В марте 1941 года его начали пытаться подогнать под Викерс Веллингтон, и после некоторых усилий он успешно полетел. Хотя Министерство авиации было убеждено, что эта идея осуществима, они решили повторно использовать старую конструкцию прожектора, известную как прожектор. Турбинлит, который изначально предназначался для использования в аналогичной роли ночных истребителей. Это было не так мощно, как версия Ли, но было меньше и уже было доступно в некоторых количествах. Несмотря на большие усилия, Turbinlite никогда не работал удовлетворительно. Лишь в конце 1941 года министерство признало это и вернулось к первоначальному проекту де Ли. Все это время он продолжал тайно разрабатывать его.[47]

Первые образцы фонарей Leigh начали появляться в начале лета 1942 года. Первый успех был достигнут 5 июля 1942 года, когда Веллингтонский № 172-й эскадрильи RAF затонул U-502. С этого момента комбинация ASV Mk. II и Leigh light оказались чрезвычайно эффективными. К концу лета было атаковано так много подводных лодок, что уходить с базы в ночное время, ранее полностью безопасный, теперь считалось самоубийственным. Немцы были вынуждены покинуть свои базы в течение дня, чтобы они могли хотя бы увидеть атакующие самолеты и дать бой, но это оказалось немного безопаснее.[48]

Metox

Основная статья: Радар-детектор Metox
Детектор Metox представлял собой простую конструкцию, состоящую из крестообразной антенны, которую поворачивали вручную, и радиоприемника внутри подводной лодки. Пилоты Coastal Command, увидевшие новую антенну, прозвали ее «Бискайский крест».

Хотя Mk. II был в разгаре достижения некоторых из своих величайших успехов, в конце лета 1942 года экипажи вернулись на базу, заявив, что за хорошими обнаружениями на немецких подводных лодках последовали исчезновения кораблей по мере приближения. Быстро было предположено, что немцы подбирали радар-детектор к своим лодкам и ныряли, когда увидели приближающийся самолет.[49][44] Эта возможность рассматривалась в октябре 1941 года, но в то время, казалось, не было причин прекращать использование ASV.[50]

Детектор, известный как «Метокс» после парижской компании, производившей их, это была простая система. Когда был получен импульс правильной частоты, он отправил короткий звуковой импульс в наушниках радиста. Оператор мог прислушиваться к силе и форме сигналов, чтобы определить, приближается ли самолет.[49][c]

Изучая статистику атак в течение 1942 года в Бискайском заливе, Королевские ВВС смогли определить, что система была впервые внедрена в июне и стала в основном универсальной к сентябрю. Сравнивая расстояние, на котором была обнаружена подводная лодка, а затем, когда она была потеряна, они подсчитали, что до 50% подводных лодок ныряли еще до того, как ASV их заметил. То, что когда-то считалось второстепенным, теперь стало серьезной проблемой.[50] Впервые с момента внедрения ASV потери при транспортировке снова начали расти.[51]

Эффекты были обобщены в исследовании начала 1943 года. Они показали, что до внедрения Metox самолет без радара проводил в воздухе 135 часов на каждую обнаруженную им подводную лодку, в то время как самолет с ASV видел одну на каждые 95 часов полета. С октября, когда Metox был обычным явлением, самолетам ASV потребовалось 135 часов, что означает, что Metox, казалось бы, сделал ASV бесполезным. Однако время, затраченное на поиск подводной лодки без радара, также увеличилось до 245 часов, так что ASV все еще был полезен.[51]

Кратковременная отсрочка действия Metox наступила в декабре 1942 года, когда британские взломщики кодов снова смогли проникнуть в сеть. Военно-морская загадка Потери подводных лодок снова начали расти из-за перехвата, раскрывающего их позиции и приказы. Это было объединено с ключевой ложной информацией, подброшенной пленным британским офицером, который утверждал, что их самолет был оборудован устройством для прослушивания очень слабых сигналов, исходящих от каскада промежуточной частоты Metox.[52] Это привело к тому, что в начале 1943 года немецкое военно-морское командование приказало выключить Metox, что позволило Mk. II, чтобы снова стать действенным на время.[53]

Mk IIA

Еще одной попыткой улучшить характеристики системы было внедрение нового передатчика T.3140. Это давало более чем десятикратный сигнал, в среднем 100 кВт на импульс, и тем самым увеличивал общий диапазон и производительность. Это потребовало более мощного генератор а передатчик в сборе был вдвое больше оригинального T.3040.[51]

Система была установлена ​​на шести Sunderlands под названием Mark IIA весной 1943 года. Хотя система действительно демонстрировала гораздо большую дальность действия, было обнаружено, что возвратные волны с моря также были гораздо более мощными. К этому моменту Metox стал универсальным, и дополнительный сигнал дал подводным лодкам дополнительное время для предупреждения. В конечном итоге система была построена в количестве всего двенадцати единиц.[51]

Vixen

Еще одно решение проблемы Metox было реализовано в системе «Виксен». Это позволило приглушить мощность сигнала от передатчика ASV. Тщательно рассчитав этот процесс, оператор радара мог обмануть радиста на подводной лодке, чтобы он подумал, что самолет летит от них. Это мало повлияло на характеристики радара при приближении к цели, поскольку даже при меньшем количестве передаваемого сигнала уменьшение дальности более чем компенсировало любую потерю мощности из-за отключения звука.[51]

Первые испытания Vixen были проведены в июне 1943 года и в целом прошли успешно, но с некоторыми проблемами. Основная из них заключалась в том, что приглушение создавалось закороченной антенной, и по мере ее настройки нагрузка на передатчик изменялась, что приводило к изменению выходного сигнала. В конечном итоге они не были сочтены важными, и было предложено установить их на всех самолетах ASV. Однако производство не было заказано до ноября 1943 г., а первые комплекты поступили только в феврале 1944 г., когда ASV Mk. III в значительной степени взял верх. Vixen не использовалась в оперативных целях.[54]

ASV Mk. III

Основная статья: ASV Mk. III радар
Одна из первых модификаций ASV Mk. III был на этом Vickers Wellington XII MP512 в январе 1943 г.

После изобретения резонаторного магнетрона в начале 1940 года все британские войска начали разработку радаров с использованием этой системы, которая микроволны на длине волны около 10 см. Среди них были Министерство авиации команды, которые разработали как AI, так и ASV, и теперь обратили свое внимание на AIS и ASVS, где буква S означает «сенитметрический».[55] Испытания в апреле 1941 г. с ранними устройствами наложения против HMS Морской лев показали, что могут обнаруживать полупогруженную подводную лодку на расстоянии нескольких миль.[56]

В июне 1941 года официальное заявление на имя директора по развитию коммуникаций (DCD, в то время находившееся в ведении Роберт Ватт ) для создания отдельной группы для разработки ASVS было одобрено, но разработка шла медленно. Филип Ди отметил, что первый полет на Веллингтоне состоялся не раньше декабря, и только в январе 1942 года он отметил, что «ASV видел [небольшой корабль] Titlark на 12 милях ".[56] Это привело к заключению контрактов с Ферранти и Митрополит Виккерс (Metrovick), чтобы превратить усиленный ASVS в полезную бортовую систему под названием ASV Mark III. К лету 1942 года у них была готова подходящая система, хотя первые поставки не поступили раньше весны 1943 года.[57]

На протяжении всего этого периода Хэнбери Браун был убежден, что H2S может также использоваться для борьбы с судоходством с соответствующими модификациями. Основные проблемы заключались в уменьшении размера антенны, чтобы она могла поместиться в меньшем самолете Coastal Command, и модификации антенны для передачи сигнала дальше вперед, а не вниз, в соответствии с самолетом, летящим на высоте 2 000 футов (610 м), а не 20 000 футов. (6,1 км) высота. Он продолжил работу над этим проектом с основными разработчиками H2S, EMI.[58] В конце 1942 года версия ASVS Mark III была отменена, и версия на основе H2S была заказана в производстве.[57]

После серьезной неразберихи и спора между прибрежным командованием и бомбардировочным командованием ASV Mk. III начали прибывать весной 1943 года, и после нескольких довольно разочаровывающих вылетов в марте «Веллингтоны» начали успешные атаки в конце того же месяца.[59] Это был тот же период, когда появилось несколько новых противолодочных технологий, и с апреля по июль они в совокупности привели к огромным потерям для флота подводных лодок. К концу июня потери при транспортировке грузов из-за атак подводных лодок упали почти до нуля.[60]

Поскольку поставки Mk. III улучшенный, Mk. II-укомплектованные самолеты отправлялись на второстепенные театры военных действий, где обслуживали войну. Примеры с оригинальными дипольными антеннами находились в эксплуатации только в 1943 году, к тому времени они были известны как SRASV, что означает «ближний радиус действия».[12]

Описание

Отличия Mk. я

Модель Mk. Я и Мк. II были в целом похожи по электронике, но различались рабочей частотой и упаковкой. Основное отличие заключалось в том, что Mk. Приемник и дисплей были упакованы в одну большую коробку, а это означало, что при возникновении проблем с любой из частей приходилось заменять весь блок.[28] Сигналы тоже были немного другими, с Mk. Я производил ту же мощность 7 кВт, но с шириной импульса 1,5 мкс и частотой повторения импульсов 1200 Гц.[13]

Остальная часть этого раздела относится к Mk. II.

Сигналы

Модель Mk. II работал на частоте 176 МГц ± 5 МГц. Он посылал импульсы длительностью около 2,5 мкс 400 раз в секунду. Пиковая мощность составила около 7 кВт. Сигналы отправлялись через вращающийся переключатель, который чередовался с каждым импульсом, отправляя и получая сигнал с обеих сторон самолета. Сигналы возвращались через полосовой усилитель Пая, и каждый второй импульс был электрически инвертирован.[12]

Антенны

Этот Hudson оборудован LRASV-антеннами прямого действия с передатчиком на носу и приемниками под каждым крылом, наклоненными наружу.

Первоначальные антенны "ближнего действия" состояли из униполей приемника, простирающихся горизонтально с обеих сторон носовой части самолета. Позади них были передатчики, похожие на униполь, но с отражателем.[12]

Антенны дальнего действия были в двух комплектах. Передатчик представлял собой один Яги, выходящий из носа, и два Яги приемника, обычно под крыльями, расположенные под углом примерно 15 градусов. Бортовая группа обычно была устроена так, что занавес Sterba проходил вдоль верхней части фюзеляжа самолета, а наборы диполей проходили по бокам фюзеляжа.[12]

Механический

Полная система состояла из нескольких отдельных ящиков, которые можно было легко снять для обслуживания. Основные блоки, в которых установлен передатчик Тип 3040 (T.3040), построенный EKCO,[61] приемник, построенный Pye или EKCO,[62] и "индикаторные блоки" Типа 6 или Типа 96, ЭЛТ.[63]

Использовались два приемника: первый был R.3039 с желудевыми клапанами VR95, а второй - R.3084 с пентодами VR136 и триодами VR137. И Pye, и EKCO создали обе версии, и между ними был ряд незначительных отличий. EKCO включает выход для записывающего устройства и несколько других изменений.[62]

Позже был представлен коммутационный блок, Aerial Coupling Box Type 8, который позволял переключать одну антенну с передатчика на приемник. Это использовалось на небольших самолетах, таких как Фейри Барракуда, уменьшая сложность установки.[64]

Дисплеи и интерпретация

Этот дисплей имитирует типичную сцену на ASV Mk. II. Внизу большая треугольная отметка, вызванная сигналом передатчика и местным возвратом земли. Выше находится меньшая метка, указывающая на цель на расстоянии около девяти миль справа от самолета.

Выход получателя был отправлен на A-scope дисплей с генератор временной базы протягивая луч вертикально снизу вверх экрана. Принятые сигналы будут отклонять луч влево или вправо в зависимости от того, какая антенна была активна в то время. Оператор сравнил длину вспышка с обеих сторон, чтобы определить, какая из них выглядела крупнее, а затем с помощью системы внутренней связи попросила пилота скорректировать курс в правильном направлении.[12]

Было сильное желание позволить системе иметь второй дисплей перед пилотом, чтобы они могли ориентироваться напрямую, без словесных инструкций оператора радара. Однако, несмотря на значительные усилия с 1940 по 1943 год, они не смогли создать версию, которую пилот мог бы видеть днем, но не ослеплял бы их ночью. В конце концов, они отказались от идеи в пользу обучения операторов давать стандартные инструкции.[63]

Спектакль

Боевая история Mk. II был тщательно изучен, и была собрана подробная статистика по его характеристикам. В условиях эксплуатации против подводных лодок, находящихся на поверхности, оригинальные антенны SRASV в среднем обеспечивали дальность действия 9,0 км при полете на высоте 2000 футов. Передние антенны LRASV улучшились до 6,3 мили (10,1 км), в то время как бортовая решетка увеличила это значение до 6,9 миль (11,1 км).[65] Было обнаружено, что полеты на меньших высотах уменьшали дальность обнаружения, но также уменьшали количество помех.[44]

Производство

По словам Боуэна, производство Mk. I и II составили 24600 единиц:[66]

ЗаказалКомпанияВерсияВсего
1939ЭККО и ПайМарк I300
1940ЭККО и ПайМарк II3000
1941ЭККО и ПайМарк II3000
Исследовательские предприятия (Канада)Марк II10,000
Philco (США)Марк II7,000
PMG Research (Австралия)Марк II1,300

Некоторые из этих единиц были перенаправлены на флот как Type 286 и в армию как основу для их РЛС управления прожектором.[66]

Заметки

  1. ^ Первые немецкие авиадесантные установки прибыли только в 1941 году.
  2. ^ U-71 был запущен 31 октября 1940 года и некоторое время находился в районе Киля. У него остается мало времени, чтобы перебраться в Бискайский остров, прежде чем он подвергся нападению. Было бы полезно продолжить проверку.
  3. ^ Утверждается, что оператор будет искать изменения в частоте повторения импульсов, но существующие ссылки предполагают, что ASV не имеет этой функции. Более вероятно, что это относится к изменению, когда самолет переключился с бортовой решетки на антенны прямого обзора, поскольку это удвоило бы количество импульсов, окрашивающих подводную лодку, пока она находилась примерно перед самолетом и была видна обоим. антенны. Это будет означать, что самолет приближается, а не просто сканирует область.

использованная литература

Цитаты

  1. ^ а б Боуэн 1998, п. 30.
  2. ^ Боуэн 1998, п. 31.
  3. ^ Боуэн 1998, п. 32.
  4. ^ Боуэн 1998 С. 33–35.
  5. ^ Боуэн 1998, п. 39.
  6. ^ Боуэн 1998 С. 37–38.
  7. ^ а б Боуэн 1998, п. 38.
  8. ^ Боуэн 1998, п. 38-39.
  9. ^ Боуэн 1998, п. 41.
  10. ^ а б c Боуэн 1998, п. 45.
  11. ^ Smith et al. 1985 г., п. 360.
  12. ^ а б c d е ж Вт 2018, п. 2-5.
  13. ^ а б Вт 2018, п. 2-2.
  14. ^ Ловелл 1991, п. 51.
  15. ^ Боуэн 1998, п. 76.
  16. ^ Боуэн 1998 С. 76–77.
  17. ^ а б c d Боуэн 1998, п. 77.
  18. ^ а б c Вт 2018, п. 2-1.
  19. ^ а б Боуэн 1998, п. 78.
  20. ^ Боуэн 1998, п. 81.
  21. ^ Боуэн 1998, п. 87.
  22. ^ Боуэн 1998, п. 89.
  23. ^ Боуэн 1998 С. 89–90.
  24. ^ Боуэн 1998, п. 90.
  25. ^ а б c Боуэн 1998, п. 95.
  26. ^ а б Боуэн 1998, п. 99.
  27. ^ Вт 2018, п. 2-2, 2-3.
  28. ^ а б c d Вт 2018, п. 2-3.
  29. ^ а б Хэнбери Браун 1991 С. 51–52.
  30. ^ Вт 2018, п. 2-4.
  31. ^ "Электронное оборудование, ASV (радар класса" воздух-поверхность ") Mk II". Имперский военный музей.
  32. ^ Хоран, Марк. «С галантностью и решительностью; история торпедирования« Бисмарка »». Архивировано из оригинал 1 декабря 2007 г.. Получено 28 июн 2019.
  33. ^ Боуэн 1998, п. 101.
  34. ^ Стотт, Ян Г. (1971). Рыба-меч Fairey Mks. I-IV: Самолет в профиле 212. Публикации профиля. п. 38.
  35. ^ а б c Хэнбери Браун 1991, п. 51.
  36. ^ Хэнбери Браун 1991, п. 52.
  37. ^ Циммерман 1996, п. 40.
  38. ^ Циммерман 1996, п. 58.
  39. ^ Циммерман 1996, п. 67-89.
  40. ^ Циммерман 1996, п. 158.
  41. ^ Миддлтон 1981, п. 96.
  42. ^ а б Миддлтон 1981, п. 97.
  43. ^ а б Миддлтон 1981, п. 140.
  44. ^ а б c Вт 2018, п. 2-20.
  45. ^ Хэнбери Браун 1991, п. 59.
  46. ^ Джонсон 1978, п. 215.
  47. ^ Джонсон 1978, п. 216.
  48. ^ Джонсон 1978 С. 220–237.
  49. ^ а б Джонсон 1978, п. 218.
  50. ^ а б Вт 2018, п. 2-21.
  51. ^ а б c d е Вт 2018, п. 2-22.
  52. ^ Джонсон 1978, п. 239.
  53. ^ Рэтклифф, Ребекка Энн (2006). Мания разума: Enigma, Ultra и конец безопасных шифров. Издательство Кембриджского университета. п. 146. ISBN  9780521855228.
  54. ^ Вт 2018, п. 2-24.
  55. ^ Роу 2015, п. 159.
  56. ^ а б Ловелл 1991, п. 157.
  57. ^ а б Вт 2018, п. 3-3.
  58. ^ Ловелл 1991, п. 159.
  59. ^ Ловелл 1991, п. 161.
  60. ^ Ловелл 1991, п. 163.
  61. ^ Вт 2018, п. 2-10.
  62. ^ а б Вт 2018, п. 2-13.
  63. ^ а б Вт 2018, п. 2-15.
  64. ^ Вт 2018, п. 2-17.
  65. ^ Вт 2018, п. 2-19.
  66. ^ а б Боуэн 1998, п. 209.

Список используемой литературы

Другие материалы