РЛС ASV Mark III - ASV Mark III radar

ASV Mark III

Веллингтон XII MP512 был одним из первых самолетов, оснащенных ASV Mk. III
Страна происхождения	Великобритания
Введено	1943 (1943)
Тип	Поиск на поверхности моря
Частота	3300 ±50 МГц (S-диапазон )
PRF	660 пакетов в секунду
Ширина луча	~ 10º по горизонтали, ~ 15º по вертикали
Ширина импульса	1 мкс
Об / мин	60 об / мин
Классифицировать	От 1 до 100 миль (1,6–160,9 км)
Диаметр	28 дюймов (0,71 м)
Азимут	320º
Точность	~ 5º
Мощность	40 кВт
Другие имена	ARI.5119, ARI.5153
Связанный	ASV Mark VI

Радар, судно класса "воздух-поверхность", Mark III, или же ASV Mk. III короче, был радар поиска поверхности система, используемая Прибрежное командование Королевских ВВС в течение Вторая Мировая Война. Это была слегка измененная версия H2S радар использован Бомбардировочная команда RAF, с небольшими изменениями в антенне, чтобы сделать ее более полезной для противолодочной роли. С весны 1943 года до конца войны это был основной радар прибрежного командования. Были представлены несколько улучшенных версий, в частности ASV Mark VI, который заменил большинство Mk. IIIs с 1944 г. и РЛС ASV Mark VII, который до послевоенной эпохи имел ограниченное применение.

Первый радар прибрежного командования был ASV Mark I, который начал экспериментальное использование в 1939 году. Незначительные улучшения были сделаны для Mark II в 1940 году, но он не был широко доступен до конца 1941 года. Осознав, что RAF использовали радар для обнаружения их Подводные лодки, летом 1942 года немцы представили Радар-детектор Metox прислушиваться к их сигналам. Это дало подводной лодке предупреждение о приближении самолета задолго до того, как подводная лодка стала видимой на радиолокационном дисплее самолета. Королевские ВВС заметили это ранней осенью, когда экипажи все чаще сообщали, что обнаружат подводные лодки, которые исчезнут при их приближении.

ASV, работающий в микроволновая печь частот с использованием новых резонаторный магнетрон на тот момент некоторое время находился в стадии разработки, известной как ASVS, но не получил развития по разным причинам. Роберт Хэнбери Браун предложили использовать H2S для ASV, но это было отклонено Bomber Command, которое хотело использовать все наборы для себя. Браун продолжил развитие с EMI и представил его снова в конце 1942 года, когда Metox отверг более ранние марки ASV. Препятствие со стороны бомбардировочного командования привело к еще большим задержкам, и только в марте 1943 года первая дюжина самолетов была в эксплуатации. После этого поставки были быстрыми, и Mk. II был в значительной степени заменен к концу лета.

У немцев не было возможности обнаружить сигналы от Mark III, который работал в диапазоне 10 см по сравнению с длиной волны 1,5 м у Mk. II. Дальнейшее замешательство вызвал захваченный офицер Королевских ВВС, заявивший, что у них есть устройство, способное обнаруживать радар-детектор Metox. В сочетании с другими противолодочными технологиями, внедренными примерно в то же время, потери подводных лодок резко возросли в конце весны 1943 года. К тому времени, когда немцы поняли, что сделали британцы, силы немецких подводных лодок были почти уничтожены, а Битва за Атлантику входил в завершающую фазу. Наксос микроволновый детектор был представлен в октябре 1943 года, но он был далеко не таким чувствительным, как Metox, и мало влиял на события; Mark III продолжал руководить большей частью флота прибрежного командования до конца войны.

Разработка

Марк II

Авро Энсон K8758, как видно из K6260. Экспериментальный радар на K6260 руководил разработкой ASV.

Разработка оригинальных систем ASV началась в 1937 году, после того, как группа, испытавшая экспериментальный радар класса "воздух-воздух", заметила странные отражения во время полета возле берега Английский канал. В конце концов они поняли, что это были доки и краны на Доки Харвича миль к югу от них. Также появилась доставка, но команда не смогла проверить это очень хорошо, так как их Хэндли Пейдж Хейфорд было запрещено летать над водой.^[1] Чтобы решить эту проблему, дальнейшие испытания проводились на двух Авро Энсон патрульный самолет. Система была примитивной: простая дипольная антенна высовывалась из окна и раскачивалась вручную, чтобы найти ответные сигналы.^[2]

По нескольким причинам радиолокационная система с длиной волны 1,5 м работала над водой лучше, чем над сушей; в частности, большая площадь и плоские вертикальные борта кораблей служили отличными радиолокационными целями. После некоторой дополнительной разработки подходящих антенн система была в основном готова к производству к началу 1939 года. Серийные комплекты качества были доступны в конце 1939 года и поступили в эксплуатацию в январе 1940 года, став первой авиационной радиолокационной системой, которая использовалась в бою; несколько улучшенная версия, Mark II, последовала в 1941 году.^[3]

Конструкции ASV имели относительно большую минимальную дальность, а это означало, что подводные цели исчезали с дисплея, когда самолет готовился к атаке. Ночью это позволило подводным лодкам избежать атаки. Эта проблема была решена Ли Лайт, а прожектор освещавшие подводные лодки на последних секундах подхода. К началу 1942 года ASV Mark II и Leigh Light были установлены на большом количестве самолетов. Их эффект был впечатляющим; Немецкие подводные лодки раньше были относительно безопасны ночью и могли действовать с Бискайский залив несмотря на то, что он находится недалеко от британских берегов. К весне 1942 года Бискайский остров превратился в ловушку смерти: самолеты появлялись из ниоткуда посреди ночи, сбрасывали бомбы и глубинные бомбы, а затем снова исчезали в мгновение ока.^[4]

К концу 1942 года немцы разгромили ASV Mark II, выпустив на вооружение Радар-детектор Metox. Это усиливало импульсы радара и передавало их в наушники радиста. Имея опыт, операторы могли определить, приближается ли самолет или просто пролетает мимо. Он выдал это предупреждение задолго до того, как эхо от подводной лодки стало видимым на дисплее самолета, что позволило подводной лодке нырнуть и избежать обнаружения.^[4]

ASVS, оригинальный Mark III

При размещении между полюсами мощного подковообразный магнит, этот простой медный блок произвел много киловатты из микроволновая печь сигналы, революционизирующие радар.

После изобретения в начале 1940 г. резонаторный магнетрон, который произвел микроволны на высоте около 10 см все британские войска начали разработку радаров с использованием этих устройств. Среди них были Министерство авиации Команды, которые разработали AI и ASV, обратили свое внимание на AIS, буква S означает «senitmetric».^[5] Испытания в апреле 1941 г. с ранними устройствами наложения против HMSМорской лев показали, что они могут обнаруживать полупогруженные подводные лодки на расстоянии нескольких миль.^[6]

В июне 1941 г. было подано официальное заявление в Роберт Уотсон-Ватт сформировать отдельную группу для разработки ASVS. Изначально это была версия Mark II с минимальными преобразованиями, необходимыми для использования магнетрона в качестве передатчика. В противном случае он работал бы так же, как Mark II, с относительной силой отраженных сигналов на двух антеннах, используемых для определения приблизительного пеленга цели; если отдача на левую антенну была немного сильнее, цель находилась где-то слева от носа самолета.^[7]

В тот же период TRE также разрабатывал новый H2S радар для Bomber Command. H2S показал индикатор положения в плане (PPI), который создавал двумерное изображение земли под самолетом в виде карты на 360 °. PPI также значительно облегчил рабочую нагрузку оператора для большинства других задач радара, так как они могли видеть область вокруг радара с первого взгляда, вместо того, чтобы вручную сканировать взад и вперед по интересующим областям. Вскоре ASVS также принял PPI, используя 9-дюймовый (230 мм) электронно-лучевая трубка (CRT) дисплей и второй дисплей только диапазона на 6-дюймовом (150 мм) CRT.^[7]

H2S был разработан для новых четырехмоторных бомбардировщиков, представленных в то время, в то время как более старые конструкции Bomber Command, такие как Wellington, передавались прибрежному командованию. Новые бомбардировщики, как и Хэндли Пейдж Галифакс, имел большое кольцо, вырезанное из брюха бомбардировщика, для установки орудийной башни, и антенна H2S была произведена, чтобы поместиться в это кольцо. Версия выреза в башне Веллингтона была намного меньше, поэтому основное необходимое преобразование заключалось в уменьшении ширины антенны с 36 дюймов (910 мм) до 28 дюймов (710 мм). За этим исключением, агрегаты были похожи на H2S Mark I.^[6]

Филип Ди отметил, что первый полет на Веллингтоне T2968 не происходило до декабря 1941 года, и только 13 января 1942 года он отметил, что «ASV видел [небольшой корабль] Titlark на 12 милях ".^[6] Успех привел к заключению контрактов с Ферранти для производственной электроники и Митрополит Виккерс (Metrovick) для сканирующей антенной системы, которая будет известна как ASV Mark III.^[8] У Ферранти был готов прототип к лету 1942 года, хотя они предсказывали, что первые поставки будут готовы не раньше весны 1943 года.^[8]

Тестирование ASVS

T2968 продолжал испытания до 24 февраля и 7 марта 1942 г. был отправлен в РАФ Балликелли в Северная Ирландия для проведения конкурентных испытаний с другими разработками ASV.^[7] Одним из них был Mark IIA, у которого был новый передатчик, который увеличил мощность вещания с 7 до 100кВт. Было обнаружено, что это увеличивает дальность обнаружения против надводных подводных лодок примерно до 14 миль (23 км) и 7 миль (11 км), даже когда подводная лодка была полупогруженной, только боевая рубка над водой. Это было примерно вдвое больше, чем у оригинального Mark II. Однако это также значительно увеличило количество помех, поскольку отраженные волны от волн были аналогичным образом увеличены.^[9] Во втором устройстве использовался аналогичный передатчик большой мощности, который работал на длине волны 50 см, а не 1,5 м, но было показано, что он не имеет преимуществ перед базовым Mark II.^[9]

Напротив, набор ASVS показал значительные улучшения. Эффективность против конвоев составила 40 миль (64 км), когда самолет летел на высоте всего 500 футов, несмотря на радарный горизонт находясь всего в 27 морских милях (50 км; 31 милях) на этой высоте. Другие самолеты были видны на расстоянии 10 миль (16 км), а надводные лодки - на расстоянии 12 миль (19 км). ASVS был немедленно выбран в качестве нового эксплуатационного требования, а комплект 50 см также был заказан в качестве запасного. Когда стало ясно, что магнетрон заработает, 50-сантиметровая система была отменена.^[10]

H2S, новый Mark III

Небольшая антенна Mark III позволила установить ее в гораздо меньшем обтекателе, чем H2S. Здесь это видно под носом у Веллингтон из 458-я эскадрилья RAAF.

Роберт Хэнбери Браун был убежден, что радар H2S разрабатывается для Бомбардировочная команда RAF может быть адаптирован для противодействия судоходству, просто заменив антенну на антенну, подходящую для самолета, летящего на высоте 2 000 футов (610 м), а не 20 000 футов (6 100 м). Он продолжил работу над этим проектом с основными разработчиками H2S, EMI.^[11]

К концу 1942 года был представлен Metox, и Ферранти сообщил, что Mark III некоторое время не будет продаваться в больших количествах. Адаптация Брауна на основе H2S была в основном завершена, и к концу 1942 года можно было бы установить небольшое количество блоков ручной сборки. Эта система, работающая на расстоянии 10 см, была бы невидима для Metox.^[12] Команда TRE, отвечающая за ASVS, не находилась под контролем Ди, и он был счастлив указать на их проблемы. 25 сентября 1942 года на встрече в DCD он указал, что команды AI и ASV разрабатывают отдельные системы, которые с точки зрения сигналов почти идентичны. Единственное существенное отличие заключалось в том, что у ASV были дисплеи большего размера. Ди предложил отказаться от системы Ферранти и использовать систему на основе H2S.^[13]

Встреча произошла во время яростных дебатов по поводу использования магнетрона; если самолет с H2S будет сбит, он попадет в руки немцев и будет быстро реконструированный. Фредерик Линдеманн особенно резко выступил против использования магнетрона в H2S и потребовал, чтобы они использовали клистрон вместо. Клистрон был уже известен немцам и настолько хрупок, что вряд ли выживет при аварии. Такой проблемы не существовало для ASV, где магнетрон упал бы в воду, если бы его сбили. Это сделало ASV гораздо более безопасным выбором для развертывания очень небольшого количества доступных магнетронов. Командир бомбардировочного командования, Артур «Бомбардировщик» Харрис - возразил, утверждая, что его бомбардировщики нанесут гораздо больший ущерб флоту немецких подводных лодок, бомбя их загоны во Франции, чем прибрежное командование, выслеживая их в море. Встреча закончилась тем, что Прибрежному командованию был отдан приоритет на магнетронные установки. 30 сентября Ferranti было приказано прекратить работу над своим дизайном в пользу системы на основе H2S, также известной как Mark III.^[14]

Споры с бомбардировочным командованием усугубились проблемами в прибрежном командовании из-за того, что первоначальный проект Mark III был отменен Министерством авиации без консультации с прибрежным командованием. То, что система на основе H2S может быть доступна немедленно, не впечатлило высшие эшелоны командования. В добавок к беспорядку, командующий Береговым командованием, Филип Жубер де ла Ферте, посетил группы разработчиков радаров в TRE и сказал им, что не верит в ASV, что привело к требованию увидеть его в действии.^[11] Еще больше замешательства последовало, когда команды TRE предложили установить новый радар на планер с четырьмя двигателями. Они предоставят достаточно места для установок и превосходную дальность действия над Северной Атлантикой. 8 декабря 1942 года было созвано собрание по этой теме, но Жубер отказался ходатайствовать в пользу TRE, и им было велено продолжить разработку двухмоторного Веллингтона.^[11]

В сервисе

Первые полеты

На Wellington неиспользуемое нижнее кольцо башни использовалось для установки убирающейся версии Leigh Light, которая снижала сопротивление во время полета.

Использование Wellington с ASV Mark III совпало с перемещением Leigh Light с крыла самолета на выдвижной «мусорный бак», который простирался вниз через кольцо башни бывшей пушки. Это означало, что сканер радара нельзя было разместить в этом месте, как это было на самолетах с H2S. Обтекатель вместо этого был перемещен в нос. Это блокировало сканирование назад, примерно на 40 градусов по обе стороны от фюзеляжа, и означало, что нужно было удалить носовые орудия; носовой стрелок обычно стрелял по подводным лодкам, чтобы подавить своих зенитчиков, и потеря этой способности была непопулярной.^[11]

К концу года в наличии было небольшое количество единиц, и в декабре 1942 года два были отправлены в подразделение технического обслуживания № 30 для установки на Wellington VIII, которые в январе начали испытания в подразделении прибрежного командования.^[8] Между H2S и ASV не было большой разницы, за исключением названия. Оба включали в себя два ЭЛТ-дисплея, 6-дюймовую трубку для основного дисплея сканера и меньшую 3-дюймовую высоту под ней. Последний использовался для измерения высоты и для использования с Радиомаяки Эврика и в ASV он также стал использоваться в качестве системы отсчета времени для освещения Leigh Light.^[15]

Приоритет, отданный прибрежному командованию, был недолгим, и 8 января 1943 года приоритет вернулся к бомбардировочному командованию. Стало ясно, что не хватало слесаря ​​для поддержания работы подразделений и, помимо местных призывников, не хватало класса из недавно сформированного Станция RAF Клинтон в Онтарио, Канада отправил еще 110 техников. Сначала технические специалисты ненадолго задержались в США, чтобы пройти обучение на аналогичной конструкции, разработанной в США. ДМС-1000.^[16]

Первое оперативное патрулирование одним из двух самолетов было проведено в ночь на 1/2 марта 1943 г. Самолет вернулся из Бискайя, не заметив подводных лодок. Во время патрулирования самолет был атакован немецкими войсками. ночные истребители и оператор радара смог дать пилоту инструкции уклоняться от них. Подобные патрули также вернулись с пустыми руками до ночи 17 марта, когда H538 заметил подводную лодку на расстоянии 9 миль (14 км), но их Leigh Light не удалось, и они не смогли продолжить атаку. На следующую ночь тот же самолет заметил подводную лодку на расстоянии 7 миль (11 км) и глубина заряжена Это.^[11] Поставки магнетрона начали улучшаться в начале марта 1943 года, и 12 марта было решено разделить поставки поровну между двумя командами. Серьезное ограничение запасных частей стало проблемой, но в конечном итоге было решено путем отправки большего количества запасных частей в бомбардировочную команду, чтобы компенсировать более высокий уровень потерь.^[16]

В сервис

К концу марта прибыло достаточно единиц для № 172-й эскадрильи RAF в РАФ Чивенор чтобы преобразовать свои Wellington XII в Mark III. Вскоре эскадрилья стала атаковать каждую неделю, и в апреле количество наблюдений в заливе резко возросло. Расчеты показали, что самолеты как минимум видели каждую находившуюся на вооружении подводную лодку на тот момент.^[17] Примерно во время появления Mark III появились первые подобные радары в США, построенные с использованием магнетронной технологии, представленной им во время Миссия Тизарда в конце 1940 г. Эти ДМС-1000 устанавливались на Консолидированный B-24 Liberator, один из очень немногих самолетов с достаточной дальностью полета, чтобы патрулировать Среднеатлантический разрыв и тем самым позволить самолетам прикрывать конвои на всем пути от Галифакс в порты Великобритании. B-24 с DMS-1000 был отправлен в Великобританию в январе 1942 года и использовался в боевых условиях. № 224-й эскадрильи RAF, где система именовалась ASV Mark IV.^[18]

По неизвестным причинам Воздушный корпус армии США решили отказаться от разработки DMS-1000 в пользу Western Electric SCR-517, хотя оказался гораздо менее чувствительным. В РАФ узнали об еще одном агрегате, предназначенном для установки в Береговая охрана США дирижабли, то Philco ASG, который был сопоставим с оригинальным DMS-1000. Они попросили вместо этого использовать ASG в их заказе Liberator, обозначив его как ASV Mark V. В марте прибыла партия Liberators со смесью DMS-1000, SCR-517 и ASG, которые были введены в эксплуатацию в июне. Этим самолетам не хватало Leigh Light, и они, как правило, не могли оказать давление на атаку, но они были неоценимы, поскольку нарушали подход подводных лодок и вызывали корабли для атаки.^[18]

Прилив поворачивается

Mk. Оснащенный III Sunderland W4030 из 10-й эскадрильи RAAF атакует U-243 в Бискайском заливе летом 1944 года.

К маю подводные лодки подвергались атакам с момента входа в Бискайский залив до момента возвращения. Даже если они сбегали в Атлантику, лодки подвергались атакам за сотни миль от конвоев, пока они пытались собраться в волчьи стаи. Это сопровождалось появлением новых фрегаты установка микроволновых радаров и хулиган приемники, еще больше затрудняющие работу подводных лодок; атаковать конвои оказалось практически невозможно.^[19]

Карл Дёниц был убежден, что это произошло из-за новой системы обнаружения, но не понимал ее природы. В докладе в середине мая 1943 г. Гитлер, он постановил:

В настоящее время мы сталкиваемся с величайшим кризисом в подводной войне, поскольку противник с помощью средств определения местоположения делает боевые действия невозможными и наносит нам большие потери.^[19]

Пытаясь отразить постоянные атаки в Бискайском заливе, Дёниц приказал подводным лодкам покинуть порт в течение дня, когда они могут попытаться сбить самолет и дневной боец крышка может быть предоставлена. Прибрежное командование ответило формированием "Strike Wings" с использованием высокоскоростных самолетов, таких как Бристоль Бофайтер которые передвигались небольшими группами и совершали атаки с разбегом, преодолевая оборону подводных лодок, но при этом немецким истребителям было трудно атаковать, поскольку они сделали один пробег и затем исчезли на большой скорости. Хотя подводным лодкам удалось сбить несколько самолетов, потери лодок продолжали расти.^[19]

В июне было замечено, что подводные лодки покидали порт флотилиями из пяти или более, что обеспечивало более высокую плотность зенитного огня до точки, где к ним было опасно приближаться, а также снижало вероятность обнаружения на каждую лодку.^[а] Королевские ВВС ответили, что самолет оторвался от подводных лодок и позвонил. разрушители, который мог бы их с легкостью потопить. Если подводные лодки попытаются нырнуть, самолет прыгнет.^[19] Для лодок, сумевших уклониться от атаки в заливе, действия против конвоев оказались практически невозможными. Каждая попытка сформироваться была сорвана задолго до того, как конвои приблизились, иногда за сотни миль, когда группы охотников-убийц выследили их. Потери подводных лодок резко упали; в июне было потеряно меньше судов, чем когда-либо с 1941 года. К концу месяца 30 процентов подводных лодок в море было потеряно, что стало катастрофой. Дёниц был вынужден отозвать флот из Северной Атлантики, отправив его на второстепенные театры военных действий, пока разрабатывалось какое-то решение.^[19]

Британская ложь, немецкое замешательство

В конце февраля 1943 г. Немецкая подводная лодка U-333 был атакован Mk. III-оборудованный Веллингтон. Артиллеристы уже были в состоянии повышенной готовности и сумели сбить самолет, но когда он упал, ему удалось сбросить заряды вокруг лодки. Подводная лодка выжила и сообщила, что Metox не предупредил о приближении, а Leigh Light не использовался. Самолет просто появился из тьмы и сбросил серию глубинных бомб.^[21] 7 марта U-156 был атакован аналогичным образом, и по радио сообщили, что они полагали, что используется новый радар.^[22]

Несмотря на это раннее предупреждение о новой системе, усилиям Германии помешал один из самых эффективных фрагментов дезинформации о войне. Капитан прибрежного командования, который был схвачен после крушения, рассказал правдоподобную историю, очевидно полностью созданную им самим, которая на несколько месяцев сбила немцев с толку. Он заявил, что они больше не использовали Mk. II для первоначального обнаружения, и вместо этого использовал новый приемник, который прослушивал небольшую утечку промежуточная частота используется в тюнере Metox. Он утверждал, что он может обнаруживать Metox на дальностях до 90 миль (140 км). Теперь радар был включен только в последние минуты подхода, чтобы проверить дальность полета и помочь в работе Leigh Light.^[19]

Сначала немцы скептически отнеслись к этому заявлению, но вскоре серия экспериментов продемонстрировала, что это действительно возможно. Это стало настоящим ужасом, когда оборудование было установлено в самолете и продемонстрировало его способность обнаруживать Metox на расстоянии 70 миль (110 км) при полете на высоте 6000 футов.^[23] Дополнительные 20 миль, заявленные пилотом, были приписаны превосходству Великобритании в области электроники.^[19]

С этого момента ложная информация стала «рассматриваться как евангелие»,^[19] несмотря на множество доказательств обратного. Это включало сообщения с лодок, которые подверглись нападению, когда их Metox был выключен, и один отчет предприимчивого радиста из U-382 которые экспериментировали с визуальным дисплеем с помощью Metox и обнаружили сигналы, выходящие далеко за пределы нормального диапазона.^[24] Несмотря на эти сообщения, 15 августа 1943 года всему флоту было отправлено радиосообщение с просьбой выключить свой Metox.^[25]

Самым удивительным аспектом этой путаницы было то, что немцы знали о магнетроне и что он использовался для новых высокочастотных радаров. Неповрежденный экземпляр попал в руки немцев во время его второго боевого использования, когда Шорт Стирлинг Носитель H2S был сбит над Роттердамом в ночь на 2/3 февраля 1943 года.^[26] По неизвестным причинам возможность использования этой системы для противолодочных работ либо никогда не доходила до ВМФ, либо была отклонена инженерами ВМФ как невозможная.^[19]

Немецкие контрмеры

Полагая, что проблема связана с утечкой из Metox, лодки, возвращающиеся в порт, были оснащены Радар-детектор Wanze для обнаружения сигналов в диапазоне от 120 до 150 см, но также имел побочный эффект, заключающийся в меньшей утечке сигнала, большей чувствительности и дальности. Несмотря на WanzeЗатопления подводных лодок продолжались, и 5 ноября 1943 г. Wanze также был запрещен, так как они считали, что его тоже можно отследить.^[27] Новая версия, Wanze G2, утечка сигнала уменьшилась еще больше, но потерялась дальность действия и не дало дальнейшего улучшения.^[28] Боркум был представлен летом 1943 года. Чувствительность от 75 до 300 см. Боркум все еще находился за пределами диапазона, в котором он мог бы обнаружить Mk. III. Боркум был гораздо менее чувствителен, чем Wanze но еще больше уменьшили утечку до такой степени, что команда сочла это безопасным для использования при любых обстоятельствах. Опускания продолжались.^[28]

Только в сентябре 1943 года германский флот рассмотрел возможность сигналов длиной 10 см. В то время Люфтваффе представлял Радар-детектор Naxos чтобы их ночные истребители могли отслеживать радары H2S. Приемник был адаптирован к новой антенне и представлен в том же месяце. Naxos предлагал обнаружение на очень близком расстоянии, порядка 8 километров (5 миль),^[29] так что даже если он обнаружил Mk. III у него было очень мало времени, чтобы нырнуть в безопасное место.^[28] Кроме того, антенна Naxos была хрупким устройством, и ее пришлось снимать для погружения; командир U-625 утонул, пытаясь вытащить антенну.^[30]

В 1944 году в Naxos было внесено несколько улучшений, в частности, новый Flieg антенна, которую не нужно было снимать для погружения. Fliege предлагал не только прием, но и разумную направленность, позволяющую обеспечить начальное прицеливание зенитных орудий. Еще одна улучшенная антенна, Mücke, добавлены антенны для обнаружения 3-сантиметровых сигналов, когда блок H2S, работающий на частоте, был восстановлен с бомбардировщика RAF. Прибрежное командование никогда не переходило на эту частоту в больших масштабах.^[28] Дальнейшие попытки понять британские радары привели к миссиям с хорошо оснащенными подводными лодками, U-406 и U-473, оба из которых были затоплены.^[31] Naxos никогда не был убедительным решением проблемы Mark III.^[19]

Улучшенные версии

IIIA

Вскоре после того, как появились первые III, было добавлено небольшое улучшение, в результате чего появился Mark IIIA или ARI.5153. Хотя в оборудовании имелся ряд незначительных отличий, основным отличием было добавление Система Lucero.^[15] Лусеро был трансивер настроен на диапазон 1,5 м радиомаяки и транспондеры используется для навигации и МКФ Марк III.^[32] Передатчик Lucero мощностью 500 Вт периодически отправлял сигналы около 176МГц, или может быть переключен на Система маяка для слепого подхода (BABS) на 173,5 МГц. Когда эти сигналы были получены наземными транспондерами, транспондер отвечал собственным коротким импульсом, обычно с гораздо большей мощностью. Этот импульс принимался приемником Lucero, усиливался и отправлялся на высотомер ASV или H2S.^[33] Были использованы две антенны, и моторизованный переключатель переключал приемник между ними каждые 4 или 5 сигналов, чтобы произвести переключение лепестков. Переключатель также включал инвертор сигнала на прицеле высоты, так что сигналы от левой антенны вызывали отклонение влево, а не в нормальную правую сторону.Результатом были две «отметки» на шкале высоты; сравнивая их амплитуду, оператор РЛС мог определить направление маяка относительно носовой части самолета.^[33]

Lucero использовался для обеспечения навигации на очень больших расстояниях до домашних аэродромов. Возвращаясь с задания, оператор радара включал устройство Lucero и мог принимать ответы с аэродромов, находясь на расстоянии целых полчаса.^[33] По мере увеличения количества радиомаяков возникла серьезная проблема с переполненностью спектра. Это привело к перемещению системы Rebecca / Eureka в полосу частот от 214 до 234 МГц, что, в свою очередь, привело к появлению новых версий Lucero, которые можно было использовать с этой системой.^[32]

IIIB

К концу 1943 года в H2S были внесены существенные улучшения, в частности, более эффективные конструкции антенн, использование волноводы вместо коаксиальные кабели, стабилизация крена, отображение «север вверх» и дисплеи с коррекцией высоты, показывающие расстояние до земли вместо наклонный диапазон. Они представляли меньший интерес в ASV, особенно модификации наземного диапазона, в которых не было необходимости; из-за того, что эти самолеты летали на малых высотах, наклонная дальность не сильно отличалась от наземной.^[34] Поскольку Coastal Command не нуждалась в улучшениях H2S, была представлена ​​первая специализированная система ASV, Mark IIIB. Оператор мог расширять «нулевое кольцо» по мере приближения самолета к цели, удерживая метку цели около внешнего края дисплея, вместо того, чтобы естественным образом приближаться к центру дисплея. Пятно на дисплее было больше, что улучшило угловое разрешение с ~ 6 ° до примерно 1,7 ° в пределах последних 300 м (1000 футов) подхода.^[34] Остальные изменения были незначительными; до введения регулировки диапазона высоты на новой модели H2S эта регулировка выполнялась с помощью простого механического калькулятора, называемого «барабаном высоты». Поскольку для ASV в этом не было необходимости, линии дальности, использованные для этого расчета, были удалены с барабана и заменены линией с фиксированными шагами, указывающими дальность действия 1 милю (1,6 км), которую можно использовать с BABS без необходимости смотреть на барабан оценить дальность до аэродрома. «Строб», небольшая метка, созданная системой барабана дальности, которая отображалась на прицеле высоты, больше не регулировалась и вместо этого фиксировалась на дальности в 1 милю, используемой для измерения времени использования Leigh Light.^[34]

IIIC

Хорошо обставленный обтекатели Mark IIIC производил меньшее сопротивление, чем большие антенные гарнитуры Mark II.

К 1943 г. Шорт Сандерленд летающая лодка была основной частью флота прибрежного командования. Они использовали ASV Mark II, антенны которого были установлены под крыльями или с обеих сторон фюзеляжа. Mark III представлял проблему, поскольку места в носу и животе, которые давали требуемый круговой обзор, не могли быть использованы из-за корпуса самолета. Это привело к измененной версии, известной как Mark IIIC.^[35] IIIC использовал два сканера, по одному под внешней секцией каждого крыла. Их вращение было синхронизировано с одним приводом, и радиосигнал переключался между ними во время вращения. Для обеспечения покрытия в важной зоне прямой видимости вперед, сигнал не переключался на левый (левый) сканер до тех пор, пока не достигал 15 ° относительно прямого направления, поэтому правый (правый) сканер охватил 195 °, а не 180. Сигнал подавался магнетроном, подводившимся к сканерам через волновод, проходящий через переднюю кромку массивного крыла «Сандерленда».^[35] В ходе испытаний, проведенных в апреле 1944 года, IIIC продемонстрировал значительно улучшенные характеристики по сравнению с Mk. III в Веллингтоне и Галифаксе в два раза больше, хотя причины так и не были полностью определены.^[34]

Дискриминатор возврата в море

У больших волн есть вертикальные стороны, которые эффективно отражают радар, и это вызывает ложные срабатывания на дисплее. В высоком состояния моря это может привести к появлению шума на экране и сделать систему бесполезной. Это привело к экспериментам с «дискриминатором морского возврата», чтобы отфильтровать их.^[36] Дискриминатор был фильтр высоких частот который приглушает любые низкочастотные компоненты сигнала на выходе из усилителей. Это вызвало -3дБ снижение сигнала ниже 40 кГц. В ходе экспериментов в марте 1944 года было сообщено, что система устраняет помехи от волн в средних состояниях моря и значительно снижает их в высоких состояниях. Хотя это также уменьшило сигнал, возвращаемый от целей, хороший оператор мог отрегулировать набор так, чтобы он не пострадал при слежении.^[36]

Замена

Когда Metox был впервые представлен, TRE ответил ASV Mark IIA, более мощной версией оригинального Mk. II и включал аттенюатор, известный как «Vixen». Оператор радара отключал сигналы, когда они приближались к подводной лодке, скрывая тот факт, что самолет был поблизости. Вторая идея заключалась в том, чтобы перейти на новую частоту, которой стал Mk. III. На испытаниях в январе 1942 года Mark III превосходил Mk. IIA был исключен.^[10] Когда был представлен Mark III, его разработчики в TRE почувствовали, что немцы быстро увеличат частотную характеристику Metox, чтобы увидеть новые сигналы, и цикл повторится. Чтобы опередить немцев, несколько разработок начали быстро вводить новые модели, как только стало очевидно, что это происходит. Как и в случае с Mark II, они рассмотрели два возможных решения: более мощную версию Mark III с аттенюатором и переход на новую частоту. Они появились как Mark VI и Mark VII.^[37] Лишь в октябре 1943 года экипажи Королевских ВВС начали замечать возвращение проблемы «исчезающих контактов», которая была связана с появлением Наксоса. Учитывая эту неожиданную задержку с противодействием Mark III, обе модели были хорошо продвинуты, но только в феврале 1944 года Mark VI впервые установили на Веллингтоны. Даже тогда Naxos никогда не был так эффективен, как Metox, и, несмотря на несколько случаев побега подводных лодок с помощью Naxos, они были исключением, и Mark III оставался наиболее широко используемой системой до конца войны.^[38]

Марк VI

Для Mark VI были введены два типа аттенюаторов.^[37] Тип 53 состоял из двух проволочных колец, каждое 1/4 длины волн по обе стороны волновода между магнетроном и антенной. Когда кольца вращались параллельно волноводу, они не видели сигнал и ничего не делали с распространением. Когда они были повернуты перпендикулярно волноводу, они начали резонировать и испускали сигнал, который из-за Закон Ленца, воспротивился исходному сигналу, отключив его. Эти контуры также ослабляли принимаемый сигнал, и это стало причиной перехода на магнетрон CV192 мощностью 200 кВт по сравнению с исходной версией на 40 кВт.^[37] Улучшенный аттенюатор Тип 58 добавил Трубка Саттона к петлям, так что они могут быть отключены от схемы в течение периода приема, позволяя полному сигналу достичь приемника. Благодаря дополнительной мощности нового магнетрона, блоки с Type 58 значительно увеличили дальность действия.^[37]

Еще одним улучшением было добавление системы следования блокировке. Было обнаружено, что операторы с трудом читали расширенные метки на дисплее и превращали их в точный угол для направления корабля. Mark VIA добавил систему переключения лепестков с двумя близко расположенными антеннами, которые могли измерять небольшую разницу в силе сигналов между двумя и использовать ее для прямого направления двигателей, поворачивающих антенну. После включения система автоматически следовала за целью с точностью, намного превосходящей точность оператора. В следование за замком Система оказалась проблемной, и она была недоступна до тех пор, пока базы подводных лодок в Бискайском районе не были оставлены после День Д.^[38]

Марк VII

Другое решение потенциального микроволнового детектора Metox заключалось в переходе на новую частоту. Это стало возможным в 1943 году, когда появились первые магнетроны, работающие в диапазоне 3 см. X-диапазон стал доступен. Они уже тестировались на X диапазон H2S. Переход на 3-сантиметровую полосу дает еще одно огромное преимущество - оптическое разрешение радиолокационной системы зависит от апертуры антенны и обратно пропорционально длине волны. В случае ASV антенна диаметром 28 дюймов (710 мм) давала луч шириной около 10 °, хотя он был наиболее чувствительным вблизи центра. Сигнал от подводной лодки возвращался, когда она находилась где-нибудь в центральной части, возможно, на 5 ° с каждой стороны, и появлялась на дисплее не как отдельная точка, а как дуга шириной 10 ° или больше.^[39] Оператор знал, что подводная лодка находится близко к центру дуги, но другие большие объекты на том же расстоянии также будут создавать аналогичные дуги, и они могут перекрывать дугу цели. На больших расстояниях они могут составлять мили с обеих сторон, а в среднем и открытом море большие волны возле подводной лодки будут препятствовать ее возвращению. При переходе на 3 см ширина луча увеличилась примерно до 3 °, а дуги стали намного короче. Только более близкие волны могли скрыть подводную лодку, значительно повысив уровень моря, при котором радар оставался эффективным.^[40] Преимущества диапазона X были очевидны, но бомбардировочное командование планировало использовать те же магнетроны. Казалось вероятным, что прибрежное командование снова проиграет спор по поводу поставок британских единиц. Mk. VII не был заказан в производство, в пользу аналогичных устройств X-диапазона, которые вскоре будут доступны в США. Небольшое количество единиц, произведенных во время разработки, вместо этого использовалось для спасательные операции на море самолеты, где их более высокое разрешение позволяло обнаруживать небольшие спасательные шлюпки.^[41]

Описание

ASV Mark III против H2S Mark II

Оригинальный Mark III был идентичен H2S Mark II, за исключением антенной системы. В H2S использовался отражатель диаметром 36 дюймов (910 мм), предназначенный для распространения сигнала под широким вертикальным углом, чтобы осветить область под бомбардировщиком, а также перед ним. Система для ASV изменила конструкцию, уменьшив ее ширину до 28 дюймов, чтобы она поместилась под носом «Веллингтона», и изменила его форму, чтобы направлять вниз меньше энергии, поскольку самолет должен был лететь на малой высоте, а площадь под бомбардировщиком была относительно небольшой и не нужно было прикрывать. Еще одно изменение заключалось в замене источника питания коаксиального кабеля H2S кабелем, который шел к блоку сканера, а затем переключался на волновод и кормушка на антенне. Позднее эта модификация была применена к H2S Mark IIA.^[42] Установки IIIC на Сандерленде имели отдельные и невзаимозаменяемые антенны типов 12 и 53. Они питались через волновод, проходящий через крыло, соединенный с магнетроном в фюзеляже. Это было объединено с блоком переключения 205, который отправлял выходной сигнал магнетрона поочередно на два сканера по мере их вращения. Тип 205 состоял из блока приглушения, подобного системе Vixen, который поочередно приглушал один выход, а затем другой по мере вращения петель.^[18]

Физическая планировка

Система ASV / H2S состояла из четырех основных компонентов среди одиннадцати пакетов. В основе системы лежал генератор сигналов типа 26, более известный как модулятор. Это действовало как главные часы для системы, запуская выход магнетрона, переключая систему с передачи на прием, запуская трассировку на ЭЛТ-дисплее и другие задачи. Модулятор был подключен напрямую к нескольким основным компонентам и даже через распределительную коробку.^[43] Радиолокационный сигнал генерировался пиковым магнетроном CV64 мощностью 40 кВт, который был частью блока передатчика / приемника, TR.3159 или TR.3191 в зависимости от версии. Это подавало сигнал на антенну, а также на клистрон CV67. Магнетроны производят немного разные выходные данные с каждым импульсом, что затрудняет создание приемника, который мог бы соответствовать этому изменяющемуся сигналу. CV67 уловил часть выходного импульса и начал резонировать на этой частоте, обеспечивая устойчивый опорный сигнал для приемника.^[44]

Передатчик / приемник также отвечал за первую часть системы приемника. Трубка Саттона CV43 переключила антенну со стороны передатчика на сторону приемника системы после того, как импульсы были отправлены. Оттуда он был модулирован диодом CV101, одним из первых образцов военного класса. твердотельная электроника и ключевой элемент микроволновых радаров. После диода частота сигнала была уменьшена с ~ 3300 МГц до промежуточной частоты 13,5 МГц, которая затем была возвращена через самолет по коаксиальному кабелю на приемник / усилитель.^[44] Приемник, T.3515 или T.3516, взял промежуточную частоту 13,5 МГц и усилил ее до полезных уровней. Выходные данные были отправлены в блок индикации типа 162, который содержал два ЭЛТ. Если он был оборудован, приемник Lucero, TR.3190, был подключен к дисплею высоты, находясь (электрически) между приемником и дисплеем. Какая из этих цепей использовалась вместе со многими другими элементами управления, находилась на Коммутаторе. Это также потребовало использования блока управления 411, который рассчитывал время и приводил в действие систему сканирования.^[44]

Дисплеи и интерпретация

Основным дисплеем Mark III был 6-дюймовый (150 мм) ЭЛТ. При срабатывании генератора сигналов он запускал генератор временной развертки, который вытягивал электронный луч наружу от центра дисплея к внешнему краю одновременно с максимальной отдачей от радара при текущей настройке диапазона. Когда система была настроена на обычную дальность действия 30 миль (48 км), радиолокационным сигналам потребуется 30 миль / 186 282 миль в секунду = 0,00016 секунд, чтобы пройти 30 миль, и столько же, чтобы вернуться обратно. При этой настройке временная развертка перемещала луч по лицу за 0,00032 секунды или 320 микросекунд. Система могла быть настроена на сканирование на 10, 30 или 50 миль и имела отдельный режим для использования Lucero на больших расстояниях, который отображал сигналы в диапазоне от 50 до 100 миль (от 80 до 161 км).^[44] Вторая система вращала ЭЛТ отклоняющая вилка, синхронизируется со сканером с помощью журнальный лист. Это означало, что линия, нарисованная временной разверткой, вращалась вокруг экрана. Когда цель возвращала сигнал, она увеличивала яркость луча. Регулируя яркость дисплея, оператор мог настроить его так, чтобы цели отображались в виде ярких пятен, в то время как остальная часть сигнала была приглушена, чтобы она была невидимой. Оператору приходилось постоянно настраивать систему, чтобы она не слишком сильно подавляла звук, а также делала реальную отдачу невидимой.^[45]

Поскольку ширина луча антенны составляла около 10 °, цель на дисплее отображалась не как отдельное пятно, а как протяженная дуга. Теоретически это было более 10 ° в ширину, поскольку обратный сигнал можно было увидеть, когда антенна находилась по обе стороны от нее, но на практике дуга, как правило, была, возможно, вдвое меньше, поскольку сила сигнала на краях луча была ниже. . Это не повлияло на точность системы во время начального захода на посадку, так как подводная лодка находилась где-то около середины дуги, а когда она была рядом с внешней стороной дисплея, она могла быть шириной в пару дюймов. Однако по мере того, как самолет приближался к цели, возврат перемещался к центру дисплея, где он становился все меньше, и было подсчитано, что средняя точность определения курса с близкого расстояния составляла всего 6 °. В более поздних версиях эту проблему можно было решить, отрегулировав устройство для выталкивания ближайших возвратов к краям дисплея, используя элемент управления, изначально предназначенный для обратного действия в настройках H2S.^[7]

Дисплей также имел элементы управления на блоке переключателей для отображения «строба» с фиксированной задержкой. Это привело к появлению пятна через определенное время после начала трассировки, и при вращении дисплея это создало круг на дисплее. Это использовалось оператором для точных измерений дальности до выбранной цели, которая отображалась на блоке переключателей путем вращения барабана диапазона. Как и H2S, дисплеи ASV также имели возможность отображать сплошную линию, проходящую от середины до края, которая представляла траекторию полета самолета. При использовании H2S эта функция использовалась, потому что вторая система поворачивала весь дисплей так, чтобы север всегда был вверху, как карта. Самолеты прибрежного командования не имели этой системы, вероятно, из-за нехватки Компасы для дальнего чтения который подавал эту информацию на дисплей. Эта линия индикации курса обычно не использовалась в ASV, и соответствующий блок управления типа 218 не использовался.^[46] Была вторичная ЭЛТ 2,5 дюйма (64 мм), известная как высотная трубка. При этом отсутствовала система поворота дисплея вместе с антенной, и всегда проводилась линия вертикально вверх по дисплею.^[42] Сигналы приемника не увеличивали яркость луча, а вместо этого отклонялись вправо, вызывая появление точки. По этому дисплею можно было перемещать стробоскоп, подобный тому, что есть на PPI.^[46]

Как следует из названия, основным назначением высотной трубки было измерение высоты. Оператор перемещал стробоскоп на первую серьезную вспышку, которая была вызвана сигналами, отражающимися от земли и улавливаемыми антенной. боковые лепестки. Это было не так полезно в роли ASV, где полеты на малой высоте позволяли легко измерять высоту визуально. В ASV высотная трубка использовалась в основном с Lucero для отслеживания маяков.^[47] Отдельный блок переключения типа 207 содержал большую часть элементов управления диапазоном и выбором режима. Он также включал Range Drum, простой механический калькулятор. Это было расположение механических дисплеев для стробоскопа диапазона и высоты, диапазон указывается вращением барабана, а высота - стрелкой, перемещающейся вверх и вниз по левой стороне дисплея. Радар измеряет наклонную дальность до цели, а не ее расстояние от земли. Считывая серию линий на барабане высоты, где одна из линий пересекает кончик стрелки высоты, оператор мог определить расстояние от земли до цели.^[48] Эта функция мало использовалась в роли ASV, где полет на малой высоте означал, что наклонная дальность была аналогична наземной, а позже была модифицирована для использования в основном с системой BABS.^[49]

Lucero

Имперский военный музей Даксфорда Sunderland V имеет ярко-желтые приемные антенны Lucero по обе стороны от носа.

Когда Switch Box выбрал Lucero, отображение высоты отключилось от основного сигнала и было подключено к антеннам Lucero. Были две приемные антенны, по одной с каждой стороны самолета. Моторизованный переключатель быстро переключился между двумя антеннами. Один из двух также был отправлен через электрический инвертор. При усилении и отправке на дисплей появлялись две вспышки, по одной по обе стороны от вертикальной базовой линии. Более длинная метка была более точно совмещена с транспондером на земле, поэтому, повернувшись к более длинной метке, можно было направить самолет к ней.^[33]

Спектакль

Выполнение операций прибрежного командования было важной областью исследование операций на протяжении всей войны Mark III неоднократно тестировался как на свои собственные характеристики, так и на относительные показатели других радарных систем.^[41] В своей первой заметной серии испытаний прототип Mark III был испытан против мощного Mk. IIA и экспериментальная система, работающая на 50 см. Модель Mk. IIA продемонстрировал надежное обнаружение полностью всплывшей подводной лодки на расстоянии 14 миль (23 км) на высоте 1500 футов, 11 миль (18 км) на высоте 1000 футов и 7 миль (11 км) на высоте 500 футов. Против подводной лодки, сброшенной таким образом, чтобы палуба была ближе к по ватерлинии дальность полета составляла 7 миль на высоте 1500 футов, 6 миль на высоте 1000 футов и 4 мили (6,4 км) на высоте 500 футов. Минимальные диапазоны варьировались от трех миль до одной мили.^[9]

Прототип Mark III, обозначенный в отчете как 10 cm ASV, показал гораздо лучшие результаты. Большие конвои могли быть обнаружены на дальности до 40 миль (64 км) при полете на высоте 500 футов, что означало, что корабли находились значительно ниже радиолокационного горизонта, и самолет был для них невидим. Другие самолеты можно было надежно увидеть на расстоянии 10 миль (16 км), и оператор мог сделать некоторые предположения об их направлении движения. Надежная максимальная дальность полета против полностью надводной подводной лодки составляла 12 миль на высоте 500 футов и 10 миль на высоте 250 футов. Именно эти испытания убедили Coastal Command выбрать Mark III в качестве основной системы.^[10]

В ноябре 1944 года были проведены аналогичные сравнения между Mark III и Mark VI, а затем были проведены сравнения с более ранними испытаниями Mark VII в августе того же года. С помощью Остров Грассхольм у берегов Уэльса в качестве цели Mk. III обеспечивала среднее расстояние обнаружения 23,5 мили (37,8 км), в то время как Mk. Более мощные сигналы VI улучшили это значение до 38,5 миль (62,0 км), а Mk. Более слабый двигатель VII мощностью 25 кВт продемонстрировал максимум на расстоянии около 56 км. Mk. III по оценкам обнаружил подводную лодку сбоку на расстоянии 22 миль (35 км), улучшившись до 32 миль (51 км) для Mk. VI и всего 18 миль (29 км) для Mk. VII. Дальность стрельбы по конечным целям составляла 10,5 миль (16,9 км), 20,5 миль (33,0 км) и 10 миль (16 км) соответственно.^[50]

Примечания

Рекомендации

Цитаты

Библиография