МКФ Mark II - Википедия - IFF Mark II

Антенна IFF Mark II на этом Спитфайр можно просто разглядеть, простираясь через хвостовую часть фюзеляжа от круглой формы до кончика горизонтального стабилизатора.

МКФ Марк II был первым оперативным идентификация друга или врага система. Он был разработан королевские воздушные силы непосредственно перед началом Вторая Мировая Война. После небольшого пробега прототипа Марк Is, использованный экспериментально в 1939 году, Mark II начал массовое развертывание в конце Битва за Британию в конце 1940 г. Он оставался в эксплуатации до 1943 г., когда его начали заменять стандартизированные МКФ Марк III, который использовался всеми самолетами союзников еще долго после окончания войны.

Mark I был простой системой, которая усиливала сигналы британских Сеть Главная радиолокационные системы, заставляющие "пятно" самолета распространяться на радарный дисплей, определяя самолет как дружественный. отметка У меня была проблема, что прирост пришлось настраивать в полете, чтобы он работал; в полевых условиях это было правильно только в половине случаев. Другая проблема заключалась в том, что он был чувствителен только к одной частоте и должен был вручную настраиваться на разные радиолокационные станции. В 1939 году Chain Home был единственным интересным радаром и работал на ограниченном наборе частот, но новые радары уже вводились в эксплуатацию, и количество частот начало увеличиваться.

Mark II решил обе эти проблемы. An автоматическая регулировка усиления Устранена необходимость регулировки усиления, что значительно повысило вероятность правильной работы устройства при опросе. Для работы со многими типами радаров сложная система моторизованных передач и кулачки постоянно сдвигал частоту через три широких диапазона, просматривая каждые несколько секунд. Эти изменения автоматизировали работу устройства и впервые сделали его действительно полезным; Раньше операторы не могли быть уверены, был ли сигнал вражеским самолетом или дружественным самолетом с некорректной настройкой IFF. Первоначально заказанный в 1939 году, установка была отложена во время битвы за Британию, и система стала широко использоваться с конца 1940 года.

Хотя выбор частот Mark II охватывал ранний период войны, к 1942 году использовалось так много радаров, что был представлен ряд подверсий для охвата определенных комбинаций радаров. Внедрение новых радаров на базе резонаторный магнетрон требовались разные частоты, к которым систему было нелегко приспособить. Это привело к появлению Mark III, который работал на одной частоте, которая могла использоваться с любым радаром; это также устранило необходимость в сложной зубчатой ​​передаче и кулачковой системе. Mark III поступил на вооружение в 1943 году и быстро заменил Mark II.

История

Ранние усилия

Перед Сеть Главная (CH) системы начали развертывание, Роберт Ватт рассмотрел проблему идентификации дружественных самолетов на радарный дисплей. Он зарегистрировал первые патенты на такие системы в 1935 и 1936 годах.[1][2][3]

В 1938 году исследователи из Усадьба Боудси Учреждение радиолокационных исследований начало работать с первой концепцией Ватта. Это была простая «рефлекторная» система, состоящая из набора дипольные антенны которые были настроены так, чтобы резонировать на частоте радаров CH. Когда на них попадает импульс от радара, они на короткое время резонируют и вызывают дополнительный сигнал, принимаемый станцией. Антенны были подключены к моторизованному переключателю, который периодически закорачивал антенну и отменял трансляцию, вызывая включение и выключение сигнала. На дисплее CH это привело к тому, что «точка» периодически удлинялась и сужалась. Система оказалась крайне ненадежной; он работал только тогда, когда самолет находился в определенных местах и ​​летел в определенных направлениях.[1]

Всегда подозревали, что от этой системы будет мало пользы на практике. Когда это случилось, королевские воздушные силы (RAF) представила другую систему, которая состояла из набора станций слежения, использующих HF / DF радиопеленгаторы. Стандартные авиационные радиостанции были модифицированы для передачи 1 тональный сигнал кГц в течение 14 секунд каждую минуту, что дает станциям слежения достаточно времени для измерения пеленга самолета. Несколько таких станций были закреплены за каждым сектором системы противовоздушной обороны и отправляли свои измерения на станцию ​​построения в штабе сектора. Там они использовали триангуляция для определения местоположения самолета.[4]

Известный как "писк ", система работала, но была очень трудоемкой, требуя операторов на нескольких станциях и при черчении досок в штаб-квартирах секторов.[4] Требовалось больше операторов, чтобы объединить информацию от системы «писк» с информацией от радиолокационных систем, чтобы обеспечить единый обзор воздушного пространства. Это также означало, что пилотов постоянно прерывали, когда они разговаривали со своими наземными диспетчерами. Требовалась система, которая работала напрямую с радаром.[5]

Марк I

В поисках системы, которая была бы как можно более простой, исследователи Боудси начали работу с регенеративный приемник. Идея регенерации состоит в том, чтобы усилить радиосигнал и отправить его в LC-цепь, или «резервуар», который резонирует на выбранной частоте. Небольшая часть выходного сигнала резервуара отправляется обратно на вход усилителя, вызывая Обратная связь что значительно усиливает сигнал. Пока входной сигнал относительно постоянен, например азбука Морзе сигналы, одиночный вакуумная труба может обеспечить значительное усиление.[6]

Одна из проблем с регенерацией заключается в том, что если обратная связь слишком сильна, сигнал будет расти до точки, где он начинает транслироваться обратно из антенны и вызывать помехи на других приемниках.[6] В случае с системой IFF это именно то, что нужно. Когда сигнал радара был получен и усиление было должным образом отрегулировано, сигнал нарастал до тех пор, пока не превратил систему из приемника в передающую. Уровни сигнала все еще были небольшими, но приемники в радиолокационных системах были чрезвычайно чувствительны, а сигнал от приемопередатчика был больше, чем обычно принимаемый от отражения только исходного радиолокационного импульса.[7]

Этот дополнительный сигнал может привести к тому, что пятно самолета на экране радара внезапно станет намного больше. Поскольку может быть трудно отличить результирующий более крупный сигнал от IFF от возвращения более крупного самолета или формирования без IFF, цепь была подключена к моторизованному переключателю, который быстро отключал и снова подключал приемник, вызывая колебание светового сигнала на дисплее радара. .[7] Переключатель на панели управления в кабине позволял управлять рисунком; один параметр отправлен обратно 15 микросекунда (мкс) импульсов, вторая настройка отправляла импульсы 40 мкс, а последняя настройка переключалась между ними с каждым полученным импульсом.[8]

У конструкции было два основных недостатка. Во-первых, пилот должен был тщательно настроить управление с обратной связью; если он был слишком низким, система не создавала бы выходной сигнал, и радиолокационная станция ничего не принимала бы, а если бы он был слишком высоким, схема усиливала бы свой собственный электронный шум и испускала случайные сигналы, известные как "сквиттер "в широком диапазоне частот.[9] Это вызвало значительные помехи на большой территории и было серьезной проблемой для операторов радаров.[10] Было слишком легко забыть отрегулировать усиление во время полета, особенно на одноместных истребителях, и было подсчитано, что полезный сигнал возвращался только в 50% случаев.[7]

Другая проблема заключалась в том, что станции CH работали на небольшом, но отличном наборе частот, а система работала одновременно только на одной частоте. Самолет в типичном профиле миссии может быть виден только одной станции CH или, возможно, двум или трем в их рабочей зоне. Для решения этой проблемы на пульте кабины была карта с частотами местных станций КН, которые пилот должен был настраивать по мере движения. Пилоты часто забывали это сделать, и если бы они терялись или сбивались с курса, они не знали бы, на какую частоту настроиться, или ближайшая станция могла вообще не быть на карте.[7]

Mark I использовался только экспериментально. Тридцать наборов были изготовлены вручную в AMES и заказ на 1000 был размещен с Ферранти в сентябре 1939 г.[8]

Марк II

Антенна IFF видна слева на этой фотографии, она встречается с фюзеляжем в круглом крыле RAF. Длинные антенны, которые необходимо было разместить по обеим сторонам фюзеляжа, замедляли Spitfire примерно на 2 мили в час (3,2 км / ч). Скала Гибралтара в фоновом режиме.

Помимо эксплуатационных проблем с Mark I, более серьезной проблемой было растущее количество развертываемых новых радарных систем. Даже как Марк Я проходил испытания, РАФ, Королевский флот и Британская армия вводили новые системы, охватывающие широкий диапазон частот от систем RAF 200 МГц, используемых на ночные истребители и Chain Home Low на 75 МГц армии радары наводки и далее на канал от 20 до 30 МГц. Попытка настроить их вручную была бы непрактичной и невозможной, если бы самолет был виден более чем для одного радара, что все чаще и чаще происходило.[11]

Решение уже находилось в стадии разработки в начале 1939 года, похожее на Mark Я использую настроенные схемы, чувствительные ко многим радарам. В нем использовалась «сложная система кулачков и шестеренок и Женевские механизмы "переключаться между полосами путем подключения к генераторам, покрывающим полосу, а затем использовать моторизованный конденсатор настройки для переключения частотного диапазона в пределах этой полосы.[1][а] Чтобы сигнал был правильной силы и не вызывал сквиттера, автоматическая регулировка усиления был добавлен. Эти изменения устранили необходимость настройки или регулировки усиления в полете, что значительно повысило вероятность правильного реагирования на радар. Для правильной работы требовались лишь периодические корректировки на земле.[11]

Заказ на 1000 комплектов отправлен Ферранти в октябре 1939 года, и к ноябрю они завершили первые 100 комплектов. Быстрое расширение RAF помешало укомплектовать значительную часть их сил ко времени Битва за Британию в середине 1940 г. В любом случае, действие происходило в основном над южной Англией, где IFF не был бы очень полезным, поскольку станции CH были расположены вдоль побережья и могли видеть истребители только в том случае, если они находились над морем. Английский канал. Не было острой необходимости в установке систем, и во время боя продолжали работать пипсы.[7]

Отсутствие IFF привело к проблемам, в том числе: огонь по своим; то Битва при Баркинг-Крик в сентябре 1939 года не произошло бы, если бы был установлен МКФ. Это также означало, что вражеские самолеты не могли быть идентифицированы, если они были близки к известным самолетам RAF. В июле 1940 года немцы начали использовать это в своих интересах, вставляя свои бомбардировщики в соединения бомбардировщиков RAF, возвращающихся с ночных миссий над Европой. Для наземных операторов это были скорее самолеты RAF, и когда они пересекли побережье, их уже не было возможности отслеживать. Даже если одна из редких марок Наборы I были в наличии, ненадежность их сигналов мешала контролерам доверять ему.[7]

Когда Битва за Британию закончилась, Mark II был быстро установлен на самолетах RAF. Его установка на Супермарин Спитфайр потребовались две проволочные антенны на хвосте, которые снижали максимальную скорость на 2 мили в час (3,2 км / ч) и добавляли 40 фунтов (18 кг) веса. Писк по-прежнему использовался для участков над сушей, где СН не покрывала, а также в качестве системы аварийного наведения.[7] Mark II также нашел применение на кораблях Королевского флота, где он был произведен как Type 252, чтобы корабли могли идентифицировать друг друга с помощью радара.[13]

Набор Mark II был доставлен в США как часть Миссия Тизарда в ноябре 1940 года. Американские исследователи уже работали над своей собственной системой IFF некоторой сложности. Они осознали важность использования общей системы IFF и в начале 1941 года решили установить Mark II на своих самолетах.[13] Производство заняло Philco с заказом на 18 000 комплектов SCR-535 в июле 1942 года. Система никогда не была полностью надежной.[11]

Марк III

Основная статья: МКФ Марк III

Изобилие радаров, которые привели к Mark II, продолжалось, и к 1942 году было почти дюжина подтипов Mark II, охватывающих наборы частот. Некоторые, например, IIIN, были настроены на радары, обычно используемые ВМФ, а другие, как IIIG, на те, которые используются наземными радарами в армии и ВВС. Ни одно подразделение не могло ответить на все. Чтобы добавить к проблеме, резонаторный магнетрон созрели и новое поколение радаров, работающих в микроволновая печь регион готовился к вводу в эксплуатацию, используя частоты, на которых приемники IFF не могли работать.[14]

В 1940 году английский инженер Фредди Уильямс рассмотрел эту проблему и предложил перенести все операции IFF на единую частоту. Вместо того, чтобы реагировать на частоту радара и, таким образом, смешиваться с их сигналом в приемнике, отдельный блок будет передавать «опросные» импульсы синхронно с импульсами радара, и полученные сигналы будут независимо усиливаться и затем смешиваться с сигналами радара на отображать. Это значительно упростило бортовое оборудование, поскольку оно работало на одной частоте, исключая сложную многодиапазонную систему. Единственным недостатком было то, что на радиолокационных станциях требовался второй передатчик.[1]

Производство МКФ Марк III началось в Ферранти и было быстро подхвачено в США Hazeltine.[15] Она оставалась основной системой IFF союзников до конца войны; общая частота 176 МГц использовалась много лет спустя.[14]

Версии

От Шайлер.[16]
  • Марк I - версия прототипа, работавшая с РЛС СН
  • Марк II - автоматическое сканирование трех диапазонов, охватывающих CH, GL и Navy РЛС Тип 79
  • Марк IIG - Круглая версия "G" с полосами, покрывающими обычные наземные радары, такие как CH, КХЛ, GL и AMES Тип 7
  • Отметить ИИН - Вариант авала "N" с полосами, покрывающими различные Королевский флот радары как Тип 286
  • ABE (SCR-535 и SCR-535 / A) - версия для США, покрывающая Армия США радары как SCR-268, SCR-270, SCR-271 и SCR-516
  • ABK - Покрытие версии для США ВМС США радары, а также обычные наземные радары

Примечания

  1. ^ А Женева драйв использует кулачок и толкатель для преобразования непрерывного вращательного движения в периодическое.[12]

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ а б c d Боуден 1985, п. 435.
  2. ^ UK Истекло 593017, Роберт Александр Ватсон Ватт, «Улучшения в беспроводных системах или связанные с ними» 
  3. ^ UK Истекло 591130, Роберт Александр Ватсон Ватт, «Улучшения в беспроводных системах или связанные с ними» 
  4. ^ а б Уэстли, Макс (октябрь 2010 г.). "Пип – Писк - Недостающее звено". Журнал Даксфордского радио общества.
  5. ^ Флот 1945.
  6. ^ а б Пул, Ян (1998). Базовое радио: принципы и технологии. Newnes. п. 11. ISBN  9780080938462. В архиве с оригинала от 19 апреля 2018 г.
  7. ^ а б c d е ж грамм Коричневый 1999, п. 130.
  8. ^ а б Шайлер 2016, п. 279.
  9. ^ Бернс, Рассел (1988). Разработка радара до 1945 года. П. Перегринус. п. 439. ISBN  9780863411397.
  10. ^ Салливан, В. Т. (2005). Первые годы радиоастрономии. Издательство Кембриджского университета. п. 59. ISBN  9780521616027. В архиве из оригинала от 9 декабря 2017 года.
  11. ^ а б c Коричневый 1999, п. 131.
  12. ^ Бикфорд, Джон (1972). "Женевские механизмы" (PDF). Механизмы прерывистого движения. Промышленная пресса. 128. ISBN  978-0-8311-1091-8.
  13. ^ а б Howse 1993, п. 141.
  14. ^ а б Боуден 1985, п. 436.
  15. ^ «Радио, опознавательный друг или враг Mark III». Императорский военный музей. В архиве из оригинала от 8 декабря 2017 года.
  16. ^ Шайлер 2016, п. 277.

Библиография

дальнейшее чтение

внешняя ссылка