РЛС Тип 277 - Википедия - Type 277 radar

Тип 277
Королевский флот во время Второй мировой войны A24893.jpg
Антенна типа 277 на HMS Swiftsure
Страна происхожденияВеликобритания
Введено1943 (1943)
ТипПоиск на поверхности моря, раннее предупреждение
Частота2950 ± 50 МГц (S-диапазон)
PRF500 Гц
Ширина луча6.2º
Ширина импульса1,8 или 0,7 мкс
Об / минОт 0 до 16об / мин
КлассифицироватьОт 1 до 11 морских миль (1,9–20,4 км)
Диаметр4,5 футов (1,4 м)
Азимут360º
Точность~ 2º, дальность 250 ярдов
Мощность500 кВт
Другие именаТип 276, 293
СвязанныйТип 271/2/3, 294/5, 980 до 984, КД №1 Mk. VI, AMES Тип от 50 до 56

В Тип 277 был поверхностный поиск и вспомогательные самолеты радар раннего предупреждения используется Королевский флот и союзники во время Вторая Мировая Война и послевоенная эпоха. Это было серьезное обновление более раннего РЛС Тип 271, предлагая гораздо большую мощность, лучшую обработку сигнала, новые дисплеи и новые антенны с значительно улучшенными характеристиками и гораздо более простыми требованиями к установке. Это позволило радар с характеристиками, которые раньше можно было найти только на крейсеры и линкоры быть приспособленным даже к самым маленьким корветы. Он начал заменять 271 в 1943 году и получил широкое распространение к концу года.

Тип 271 был одним из первых микроволновая печь частотные радары поступили на вооружение, когда разработка микроволновой электроники только зарождалась. Пока его еще устанавливали на эскортные корабли в 1941 и 1942 годах большие успехи в технике были достигнуты в резонаторный магнетрон, волновод, антенна дизайн и общая электроника. Модернизациями, которые можно было легко комбинировать с существующими системами, стали модели 271 Mark IV, тогда как те, для разработки которых требовалось больше времени, первоначально были известны как Mark V. Учитывая масштаб изменений, в марте 1943 года Mark V были переименованы в 277 серия.

Модель 277 использовала магнетрон мощностью 500 кВт, по сравнению с моделью 271 мощностью 5 кВт, что значительно увеличивало ее мощность. прирост антенна, которая была стабилизирована по тангажу, заменила коаксиальный кабель сигнал подается с волноводом, и добавил индикатор положения в плане (PPI) система с несколькими удаленными дисплеями. В то время как 271 предлагал производительность около 3 миль (4,8 км) против Подводная лодка и приходилось общаться с командирами по голосовая трубка, 277-й ограничивался только радарный горизонт и его можно было прочитать прямо на мостике на более крупных кораблях.

277 породил несколько модифицированных версий, в том числе Тип 276 за разрушители и Тип 293 для специального воздушного предупреждения. Они были настолько мощными, что были адаптированы для других ролей. Британская армия за Наблюдение за побережьем и артиллерийское наблюдение, и королевские воздушные силы в качестве Chain Home Extra Low для противодействия немецким самолетам, атакующим на очень малой высоте. Продолжались усовершенствования электроники, в результате чего в 1945 году появились модели P и Q. Модели Q оставались на вооружении вплоть до 1950-х годов.

История

Тип 271

Основная статья: РЛС Тип 271
271 был защищен уникальным «фонарным» обтекателем и установлен непосредственно на крыше кабины оператора РЛС. Вот это видно на HMCS Sackville.

Тип 271 был одним из первых микроволновая печь -частотные радары должны поступить в эксплуатацию, первый образец поступил на испытания в марте 1941 года и был объявлен в мае готовым к эксплуатации. В то время вся область микроволн находилась в зачаточном состоянии, необходимая резонаторный магнетрон и запечатанный кристаллические детекторы были разработаны только годом ранее. Тем не менее, 271 оказался чрезвычайно полезным устройством, достаточно маленьким, чтобы поместиться на нем. корветы и имея достаточно оптическое разрешение обнаружить Подводная лодка примерно в 3 милях (4,8 км).[1]

Оригинальный Тип 271 был предназначен для небольших кораблей, где антенна могла быть размещена прямо на вершине мостика. Оператор вручную раскачивал антенну вперед и назад с помощью руль соединен с шахтой, проходящей через крышу. Тип 272 заменил вал на Боуденовский трос и обновили электронику, чтобы позволить ему передавать свои данные через 40 футов (12 м) коаксиальный кабель, предназначенный для установки антенны на мачте судов среднего размера, например разрушители. На практике 272-й посчитали неудачным.[2]

Тип 273 был похож на 272, но заменил оригинальную «сырную» антенну на гораздо больший параболический рефлектор с гораздо более высоким усиление антенны, более чем компенсируя потери в кабеле. Поскольку антенна этого типа имела карандашный луч вместо веерообразного луча сырной антенны, чтобы он оставался нацеленным на горизонт при наклоне и качении корабля, его необходимо было механически стабилизировать с помощью гироскопическая платформа. Эта версия была предназначена для больших кораблей, таких как крейсеры и линкоры у которых на мачте было достаточно места для установки антенны большего размера. Эти оказались чрезвычайно успешными, и нестабилизированные версии вскоре были подхвачены Британская армия для береговой обороны.[3]

Q модели

Изображение корабля Его Величества «Герцог Йоркский» с радаром 273Q
Самая известная роль 273Q заключалась в том, чтобы позволить HMS Герцог Йоркский выследить Шарнхорст в Битва при мысе Нордкап. Фонарь находится примерно на полпути к мачте.

Пока устанавливалась большая часть из 271 блока, большие успехи были сделаны в области электроники, связанной с использованием микроволн. Кристаллические детекторы, ключевой компонент, необходимый для практических микроволновых приемников, постоянно совершенствовались. Новые модели прибыли из Соединенные Штаты оба были более прочными, чем ранние британские модели, и имели гораздо меньший электронный шум, примерно с 20дБ Из ранних моделей, использовавшихся в 271 прототипе, к 1943 году снизилось до 14 дБ. Магнетрон претерпел несколько быстрых улучшений в уровнях мощности, сначала до диапазона 100 кВт, а к 1943 году начал приближаться к 1 МВт. Одни только эти два усовершенствования давали возможность резко увеличить дальность действия радиолокационной системы.[4]

В тот же период искусство волновод и кормить рог дизайн быстро улучшался, заменяя старые коаксиальные кабели и дипольные антенны которые имели значительные потери на микроволновых частотах. Конструкции отражателей и стабилизированные крепления, необходимые для их точного наведения, также улучшались. Ключевым достижением было мягкая трубка Саттона это позволяло использовать одну антенну как для радиовещания, так и для приема. Наконец, новые концепции в обработке сигналов позволили построить первые захват радара системы, которые позволяли радару автоматически отслеживать цель с точностью, намного превосходящей ту, которую мог бы достичь человек-оператор.[5]

После некоторого размышления было решено объединить несколько простейших улучшений в новый дизайн, модели «Q», также известные как Mark IV. Они будут использовать более новые магнетроны CV56 на 70 кВт вместе с новой волноводной системой для питания антенн. После незначительных изменений в результате полевых испытаний первые серийные модели Q устанавливались в мае 1942 года и к концу 1943 года в значительной степени заменили более ранние модели.[6]

Марк V

Поскольку основные проблемы с 271 были решены моделями Q, осталась одна серьезная проблема. Тип 272, версия оригинального 271 для дистанционного чтения, обычно считался неудачным. Устройство оставалось сложным в установке, а большое расстояние между ним и электроникой приемника приводило к плохой работе.[7]

Введение мягкой трубки Саттона позволило использовать одну антенну как для передачи, так и для приема, и это было рассмотрено как способ помочь решить эту проблему. Меньший вес одиночной антенны позволил бы использовать отражатель большего размера, компенсируя потери в длинном соединении таким же образом, как у 273. Кроме того, когда концепция волновода была лучше понята, стало возможным построить волновод с вращающийся шарнир. Это позволило бы заменить коаксиальный кабель на волновод, который допускал бы вращение на 360 градусов.[а] а также значительно снижает потери сигнала.[8]

В конечном итоге было принято решение перейти на две новые конструкции антенн. Можно было бы использовать рефлектор 4,5 фута (1,4 м) от армейской версии модели 271 береговой обороны, что еще больше повысило бы коэффициент усиления по сравнению с 3 футами (0,91 м) 273. Поскольку была только одна из этих «тарелок», это могло бы помочь монтироваться на стабилизированной арматуре даже на крыше самых маленьких эскортов. Он стал известен как Type 271 Mark V. Вторая версия, сохранившая оригинальную антенну в виде сыра, будет помещена в новый корпус и станет Type 272 Mark V для эсминцев. Небольшой вес этой антенны позволял устанавливать ее даже на относительно небольшую мачту. Никакого отдельного 273 не потребовалось, более крупный 271 Mark V также можно было использовать на более крупных кораблях, на которых уже было место для его установки. Хотя 272 Mark V будет иметь антенну меньшего размера, новый магнетрон настолько увеличит его мощность, что ожидается, что его характеристики, по крайней мере, будут соответствовать оригинальному 273Q.[9]

Система прототипа

Основная проблема с адаптацией нового магнетрона заключалась в том, что его выходная мощность 500 кВт требовала источника питания мощностью 1 МВт. Это потребовало нового дизайна с использованием модулятор линии нагнетания гораздо более прочной конструкции, поскольку он не только достиг более высокой пиковой мощности, но и его постоянная выходная мощность составляла в среднем 1 кВт.[8]

Для тестирования системы в целом летом 1942 года была построена экспериментальная версия новой системы Type 273S Mark V. Она состояла из рабочей кабины, установленной на лафете, который позволял ее вращать. На крыше кабины находилась антенна, состоящая из одного отражателя сырного типа с волноводом, увеличенного до 15 на 2,5 футов (4,57 на 0,76 м). Это было проверено на берегу недалеко от РАФ Вентнор.[10]

В этот период военно-морской флот вводил РЛС Тип 281 для предупреждения с воздуха на более крупных судах. Эта система с метрическими длинами волн была установлена ​​относительно низко на кораблях и, следовательно, имела ограниченный радарный горизонт. Самолет становился видимым для радара только на расстоянии 40 миль (64 км), если он летел на высоте более 4000 футов, и было сильное желание «заполнить пробел» ниже этой высоты. Значительный интерес вызвали новые Mark V и возможность их адаптации для этой второстепенной роли.[7]

Чтобы проверить эту концепцию, 273S был дополнительно модифицирован с добавлением отдельного МКФ Марк III ресивер поверх сыра. Его антенна состояла из ряда вертикальных столбов, установленных вдоль задней части сыра, с металлической сеткой, свисавшей с столбов, чтобы сформировать вторую цилиндрическую часть. Стандартный двухэлементный Яги антенна был расположен перед отражателем.[11]

После модификации он был доставлен на армейский полигон в Северном Уэльсе в Грейт-Орм, около 460 футов над уровнем моря.[10] В ходе испытаний с декабря 1942 по февраль 1943 года он продемонстрировал способность обнаруживать Бристоль Бофайтер на высоте 80 миль (130 км) при полете на высоте 8000 футов. На этой высоте горизонт радара составлял около 110 миль (180 км), так что это были отличные характеристики. Это было когда его вручную повернули в A-scope Таким образом, ожидалось, что это будет уменьшено до 60 миль (97 км) в системе PPI, вращающейся со скоростью от 2 до 4 об / мин.[12]

Тип 277Т

В марте 1943 года во время переименования 271 и 272 Mark V превратились в Type 277 и Type 276 соответственно. В то же время 273S Mark V был переименован в 277T.[7][b]

Производительность на Орне была настолько впечатляющей, что производство 277T было заказано на заводе Allen West & Co. Метровик и Компания Маркони для армии и королевские воздушные силы (RAF) использовать как Chain Home Extra Low (ЧЕЛ). Первая серийная модель прибыла в марте 1943 г. и пущена в эксплуатацию в г. Капель-ле-Ферн, Дувр. Это оказалось чрезвычайно эффективным против Фокке-Вульф FW 190 рейдеры типа «беги и беги», которые доставляли столько неприятностей в этот период. 277T смог обнаружить их вскоре после того, как они миновали французское побережье.[13] Система смогла обеспечить предупреждение с воздуха о готовящемся нападении на Эшфордская школа в марте 1943 г., спасая жизни учениц женской школы.[12][14]

Тип 277S (Static, неподвижный) отличался дальнейшим усовершенствованием системы крепления, заменив прицеп с орудиями на лафет специальной конструкции. Они начали поступать в середине 1943 года, а первые отправили в Сабуль, Исландия. Некоторые подразделения были отправлены на континент во время День Д посадки.[12]

Тип 277X

Пока 277T тестировал общие характеристики электроники, прогресс был достигнут в морской версии антенной системы на одноразовой системе, известной как 277X. Новая 4,5-футовая тарелка была сделана из штампованного листового металла и смонтирована в ярмо (или вилка) крепление. Ось возвышения ярма имела на одном из подшипников двигатель для обеспечения вертикальной стабилизации. А гироскоп у мотора предусмотрена ссылка на горизонт. Волновод был прикреплен к подшипнику напротив вертикального двигателя, проходя вверх и поверх отражателя, а затем прямо вниз по его передней части с отверстием посередине для подачи рупора. Наличие волновода, проходящего по всей поверхности, означало, что его можно было соединить с отражателем сверху и снизу, обеспечивая отличную механическую поддержку.[15]

Горизонтальная стабилизация не требовалась, поскольку антенна постоянно вращалась и относилась к северу с помощью Компас для дистанционного считывания. Скорость вращения можно регулировать в диапазоне от 0 до 16 об / мин, а также предлагать режим наведения с ручным управлением. Высота также может регулироваться вручную, смещая его от горизонта, предусмотренного гироскопом, что позволяет сканировать под более высокими углами, если это необходимо. Были использованы два дисплея, PPI из экспериментального дисплея Outfit JE из EMI, и второй дисплей, используемый для измерения дальности. Последний, разработанный Министерством авиации Учреждение телекоммуникационных исследований (TRE) использовал курсор[c] это позволяло оператору выделить одну «метку» на дисплее, прочитать высоту и использовать измерение дальности для определения высоты.[15]

277X был установлен на Солевой для испытаний, несмотря на аномально низкую точку крепления этого корабля на высоте 27 футов (8,2 м) над ватерлинией. Не было никакого беспокойства по поводу производительности; новый передатчик и значительно улучшенное усиление антенны означало, что система обеспечивала примерно в 25 раз больше энергии луча. Для этой установки длина волновода составляла около 100 футов (30 м), что теоретически приводило к потерям всего 3 дБ.[d] На практике они обнаружили, что различные изгибы и другие эффекты приводят к отражениям и неэффективной связи между приемником и волноводом. Этого не наблюдалось на 277T из-за его гораздо более короткого пробега, но новые эксперименты на этих системах подтвердили наличие проблемы, и были разработаны новые методы настройки волновода.[16]

Было два основных периода тестирования на Солевой, первый с 8 по 20 апреля 1943 г. Лох-Фойл, а второй с 2 ​​по 5 мая от Остров Мэн. Плохая погода была фактором во время обоих испытаний, что привело к менее чем удовлетворительным испытаниям против самолетов. Они смогли продемонстрировать обнаружение против среднего бомбардировщика на расстоянии 40 миль (64 км) на PPI и определение высоты на расстоянии 20 миль (32 км). Плохая погода продемонстрировала то, что система стабилизации работала хорошо.[9]

Тип 277

По мере продвижения испытаний 277X была представлена ​​новая антенна, в которой использовался отражатель из проволочной сетки вместо листового металла. Этот Outfit AUK практически не влиял на ходовые качества, но был легче и имел меньшую ветровую нагрузку.[17] Серийные версии 277-го с AUK начали поступать в начале 1943 года, а к середине 1943 года его установки получили широкое распространение.[18]

Тип 276

Тип 276 на HMS Тосканский, используя оригинальную антенну в виде сыра.

Основная идея 276 заключалась в использовании оригинальной антенны 271Q в форме сыра и мягкой трубки Саттона, чтобы приемник и передатчик могли использовать одну антенну. Это уменьшило бы размер и вес установки на мачте. Было подсчитано, что в сочетании с новым магнетроном от 277 и использованием волновода он будет обеспечивать почти такие же характеристики, как и гораздо более крупные параболические антенны 273Q, и, таким образом, обеспечит отличную замену вышедшему из строя 272.[19]

По мере роста интереса к обнаружению самолетов были сделаны некоторые оценки его эффективности в этой роли. Усиление антенны на 180 было намного меньше, чем у антенны 277 с 800. Как и предполагалось, 277 обнаружит легкий бомбардировщик на расстоянии 45 миль (72 км), это означало, что 276 будет делать то же самое на расстоянии около 21 мили (34 км). Было отмечено, что исходная сырная антенна размером 4 фута (1,2 м) на 10 дюймов (250 мм) будет иметь ограниченное покрытие по вертикали, что означает, что ей будет трудно отслеживать воздушные суда на больших высотах. В конце 1942 года была внесена небольшая модификация, чтобы уменьшить вертикальный размер до 10 дюймов (250 мм), расширив луч по вертикали от 10 до 20 градусов за счет некоторой потери усиления.[20]

Дальнейшее изменение, которое в ретроспективе казалось тривиальным, заключалось в устранении цилиндрического обтекателя и его замене одним листом плексигласа, закрывающим переднюю часть сыра. Получившийся Outfit AUJ было значительно проще установить на мачту корабля, чем предыдущие конструкции. Первый AUJ был установлен на HMSТосканский. Волновод на Тосканский был немного длиннее, чем обычно, на высоте 70 футов (21 м), но любое снижение производительности было компенсировано переключением с латуни на низкопотери. медь.[e] Антенна была также немного ближе к морю, на высоте 63 футов (19 м).[19]

При тестировании 276X смог обнаружить HMSKempenfelt[f] на высоте 29000 ярдов (27000 м), что практически идентично характеристикам 273Q с высоты 100 футов (30 м) на Король Георг V, как и было предсказано.[19]

Тип 293

Основная статья: РЛС Тип 293

Бои в Средиземном море, особенно во время Союзное вторжение на Сицилию и Материковая часть Италии, был отмечен значительными воздушными атаками итальянской и немецкой авиации. Он также отличался относительно низкими характеристиками зенитной артиллерии. Чтобы улучшить свои характеристики, военно-морской флот все больше интересовался радаром, который был предназначен для непрерывного определения местоположения самолетов на близком расстоянии, когда их положение относительно корабля быстро менялось. Идея заключалась в том, чтобы разместить все корабли размера эсминца и больше, чтобы вся оперативная группа могла эффективно действовать против самолетов. Формальное требование для этой новой роли «Индикация цели» или «TI» было выпущено в декабре 1942 года.[10]

Некоторые испытания против самолетов были проведены с использованием оригинальных параболических антенн 273Q на Король Георг V, но в целом они были неудовлетворительными. Основная проблема заключалась в том, что использование обычного A-scope и наведение вручную не позволяло отслеживать цели непрерывно с какой-либо точностью и затрудняло поиск других самолетов при одновременном отслеживании других. Дисплей PPI, на котором одновременно отображались все самолеты вокруг корабля, значительно улучшил ситуацию. Дальнейшее тестирование с использованием дисплея PPI на мосту HMSРотер была проведена в июле 1943 года.[20]

Основная проблема с использованием существующих систем слежения за самолетами заключалась в том, что новые параболические антенны имели очень узкие лучи, которые не подходили для непрерывного сканирования под большими углами, которые требовала роль TI, до 70 градусов над кораблем. Луч в форме веера, подобный тому, который генерируется оригинальной 271 или новой 276 сырной антенной, был бы гораздо более подходящим. Была разработана новая антенна Outfit AUR, которая была несколько больше, чем у 276, шириной 6 футов (1,8 м) и высотой всего 4 дюйма (100 мм). Такая установка, сочетающая в себе электронику 277-го с антенной AUR, будет известна как Тип 293.[10]

Для больших кораблей с достаточным пространством для установки более чем одной радиолокационной антенны могут быть установлены как параболический AUJ, так и AUR Cheese. Затем электроника может переключаться с одного на другой по мере необходимости. Для гораздо меньшего по размерам эскорта, не имевшего зенитного оружия дальнего действия, радар TI в любом случае не понадобился. Это оставило проблему для разрушители и маленький крейсеры; на этих кораблях не хватало места для установки как AUJ для надводного поиска, так и AUR для TI, и им приходилось обходиться одним или другим. По мере того как роль TI становилась все более важной, планировалось использовать AUR и заставить ее действовать в обеих ролях.[20] Крепление было спроектировано таким образом, чтобы антенны 293 или 276 можно было легко менять местами.[19]

Для проверки работы системы на поверхности первый тип 293X был установлен на HMSЯнус. Он был подключен к кабине оператора через латунный волновод длиной 67 футов (20 м).[грамм] Это было испытано с 27 августа по 4 сентября 1943 г. Пентленд-Ферт площадь.[21]

Для роли предупреждения о поверхности испытания были проведены Янус против HMSПокорный выступая в качестве цели. 293 мог только обнаружить Покорный на 24 000 ярдов (22 000 м), дальность, на которой только нижние 4 фута (1,2 м) ее корпуса все еще были ниже радиолокационного горизонта. Для сравнения, 273Q продемонстрировал способность обнаруживать эсминец, когда только верхняя часть его мачты находилась над горизонтом, а 276-й должен был обеспечить такую ​​же дальность. Это означало, что 293-й был довольно ограничен в этой второстепенной роли.[19]

Экипировка AQR

Антенна AVR Type 293 последней модели на верхней части HMS Swiftsure 'мачта.

Менее чем удовлетворительные характеристики 293X в надводном положении привели к некоторой переоценке идеи установки 293 на эсминцы. К этому времени 276-й находился в серийном использовании и продемонстрировал гораздо лучшие характеристики против самолетов, чем 293-й, хотя его характеристики упали по целям, летящим на высоте более 8000 футов, как и следовало ожидать из его схемы вещания.[19]

Это привело к решению вернуться к оригинальной сырной антенне 271Q для 276, вместо сжатой конструкции с большим углом наклона. Это было улучшено небольшой, но важной модификацией; Вместо того, чтобы размещать антенну в обтекателе, система была защищена простым закрытием передней части сыра плексигласовой пластиной, как в случае с 293. К этому времени ряд эсминцев получили 293, а с осени 1943 г. они были заменены на 276, когда они пришли на техническое обслуживание.[19]

Все эти испытания показали, что комбинированный радар TI / наземный возможен, но антенна должна иметь усиление примерно в три раза по сравнению с исходной антенной AUR. Это привело к появлению еще одной новой конструкции антенны, Outfit AQR, которая была больше - 8 футов (2,4 м) в ширину и 7,5 дюймов (190 мм) в высоту.[22] В отличие от более ранних конструкций, в которых использовалась форма отражателя для получения сфокусированного луча, в AQR использовался прямоугольный отражатель, состоящий из большой металлической планки вверху и внизу прямоугольника и четырех меньших планок, идущих параллельно им, формирующих корпус отражателя. . Это означало, что у него была гораздо меньшая ветровая нагрузка, чем у более ранних сплошных конструкций, поэтому его больший размер не перегружал крепление. Фокусировка луча теперь обеспечивалась рупором, а не формированием отражателя. Это обеспечило прирост около 220, что намного больше, чем у AUJ 276-го. Когда в 1945 году наконец-то появились серийные модели AQR, модель AUJ была объявлена ​​устаревшей и заменена на AQR.[23]

Еще более крупная версия AQR, Outfit ANS, разрабатывалась для крейсеров, но не была установлена ​​до послевоенного периода. Известный как Type 293Q, он мог обнаруживать любой самолет на расстоянии 18 миль (29 км) на любой высоте от горизонта до 35 000 футов.[23]

Дальнейшее тестирование

HMCS Медный утес получил одно из самых ранних приспособлений антенны Outfit AUJ, которое здесь показано направленным от камеры посередине грот-мачты. На этом изображении видны его относительно небольшие размеры и удобный монтаж.

В марте 1944 г. 277 бортовых эскорт перевозчик HMS Кампания использовался в серии испытаний против корабельных Фейри Фулмар самолет. Кампания также несли старшего РЛС Тип 281 для воздушного предупреждения, что позволило им провести сравнительные измерения. Одна из проблем с 281 заключалась в том, что он не предлагал измерения высоты, поэтому в серии экспериментов начали использовать 281 для отслеживания и 277 для определения высоты. Для этого 277 был зафиксирован по азимуту, а затем вручную повернут по углу места, чтобы максимизировать сигнал. Затем угол использовался для расчета высоты.[17]

В рамках этих испытаний значительное внимание было уделено возможностям обнаружения 277. Это привело к серии диаграмм вероятности, которые продемонстрировали, что обнаружение было примерно линейным с дальностью для средневысотной цели на высоте 2000 футов. от 100 процентов на расстоянии менее 5 морских миль (9,3 км; 5,8 миль) до примерно 80% на расстоянии 10 морских миль (19 км; 12 миль) до примерно нуля на расстоянии 40 морских миль (74 км; 46 миль).[24]

Поскольку на Type 276 и Type 293 использовалась одна и та же установка с фиксированной скоростью 10 об / мин, было невозможно провести значительную проверку ее способности обнаруживать самолеты. Кампания Теперь обратил свое внимание на вопрос о наилучшей скорости сканирования, выполнив серию прогонов со скоростью 10 и 16 об / мин и на множестве гораздо более низких скоростей с использованием регулятора скорости. Они показали, что не было очевидного влияния на вероятность обнаружения при работе на более низких скоростях между 2,25 и 2,5 об / мин.[25]

Приоритет для 277-го был отдан более крупным кораблям, где рост производительности приветствовался, в то время как 271Q на эскорте уже работал адекватно. В конце 1944 г. военно-морской флот узнал о попытках Германии приспособить Шноркель к их флоту подводных лодок. Это привело к тому, что 277 человек были отданы приоритетным эскортам для противодействия этой угрозе.[25]

В сентябре 1944 г. корвет HMCS Медный утес был оснащен AUJ наверху его мачты длиной 65 футов (20 м), а не в типичном месте на мосту. Это дало ему радиолокационный горизонт 9,5 миль (15,3 км). В тестах в Ферт-оф-Клайд и Северный канал, Медный утес смог надежно обнаружить надводную подводную лодку на расстоянии 11 миль (18 км), когда была видна только часть боевой рубки. Против Шноркель, высота которого составляла всего 3 фута (0,91 м), дальность действия уменьшалась до примерно 5,5 миль (8,9 км), а по мере приближения к поверхности он терялся в помехи от радара волн.[25]

Модели P и Q

В моделях Q использовалась антенна большего размера, которую можно увидеть здесь примерно посередине мачты. HMCS Онтарио. Тип 293 можно увидеть наверху мачты, а двойной сыр Типа 274 чуть ниже Q.

Хотя модель 277 включала в себя многие усовершенствования, доступные при ее разработке в 1943 году, к 1944 году дальнейший прогресс привел к появлению новых систем, которые были весьма желательны. Среди них был новый кристаллический детектор в сочетании с ламповым переключателем Саттона, который можно было установить непосредственно на волновод, вместо того, чтобы использовать коаксиальный кабель для подключения переключателя к волноводу. Это избавило от необходимости постоянно настраивать систему для достижения наилучшей производительности. Еще одно изменение заключалось в переходе от стандарта 60 МГц в начале войны. промежуточная частота на новую полосу приемника, работающую на частоте 13,5 МГц.[час] Эти изменения снизили шум системы приемника примерно на 2 дБ.[26]

Кроме того, были добавлены новые системы противодействия помехам. Он состоял из третьего каскада в приемнике ПЧ, который можно было дополнительно включить в случае появления помех. Это уменьшило пропускная способность приемника до 0,5 МГц, отфильтровывая широкополосные сигналы.Были добавлены условия для дополнительных фильтров, которые будут добавлены в будущем при необходимости.[26]

К этому времени первоначальная установка оборудования 271, в основном сохранившаяся для 277, была многократно расширена за счет добавления новых репитерных дисплеев. Также было сильное желание рационализировать все соединения, что оказалось проблемой постоянного обслуживания. Новый набор радарных офисных панелей был разработан с учетом всех этих изменений, которые привели к появлению 277P и 293P.[26]

Производственные единицы будут доступны в середине 1945 года, но к концу 1944 года были предприняты серьезные усилия по капитальному ремонту многих основных единиц флота в рамках подготовки к их переходу на Тихоокеанский театр военных действий. Чтобы оснастить эти подразделения, был запущен проект Bubbly в качестве «ограниченного аварийного» производства, а линкор HMS Энсон первый агрегат получил в марте 1945 года. Для уже отплывших на Дальний Восток кораблей отгружены комплекты переоборудования.[26]

Поскольку воздушные атаки на корабли были важной особенностью войны на Тихом океане, было также желание еще больше улучшить характеристики 277 и 293. К этому времени несколько кораблей были оборудованы для новой роли "истребительного направления". командование крупномасштабными воздушными операциями. Для этой роли даже 277P имел слишком малую дальность действия, поэтому был разработан новый отражатель диаметром 8 футов (2,4 м), обрезанный до ширины 6 футов (1,8 м). Чтобы уменьшить помехи, в этом радаре использовалась вертикальная поляризация, которая рассеивала волны и уменьшала отраженный сигнал.[27]

Получившаяся система, Type 277Q, прибыла слишком поздно для Project Bubbly и не использовалась до послевоенной эпохи. В тестах на борту HMS Прославленный В марте 1947 года 277Q обеспечил надежное обнаружение в роли TI на расстоянии до 85 миль (137 км) и определение высоты до 55 миль (89 км), значительно улучшив 293. Система была чрезвычайно эффективной и оставалась в эксплуатации в течение многих лет.[27]

РЛС истребителя направления

Основная статья: РЛС Тип 982

Операции в Средиземном море продемонстрировали необходимость лучшей координации самолет истребитель операции по успешной контратаке немецкого и итальянского воздушных флотов. В 1942 году было проведено несколько экспериментов по установке на дисплей PPI скиатрон для создания долговечного картографического дисплея для Type 281. Дисплей оказался успешным, но у 281 не хватало разрешения, и он был подвержен сильным отражениям от любой близлежащей земли, которая могла бы затопить дисплей.[27]

Испытания 277T в конце 1942 года были чрезвычайно многообещающими, и позже в том же году были выпущены требования к персоналу для специальной РЛС Fighter Direction, или FD. Конструкция должна была обеспечивать обнаружение любого самолета на высоте от 35000 футов до 80 миль (130 км), а также обеспечивать определение высоты с точностью до 1000 футов на расстоянии от 40 до 80 миль и на 500 футов ниже. Было понятно, что для получения требуемых характеристик потребуется большая, тяжелая и полностью стабилизированная антенная система, и поэтому ее будут перевозить только авианосцы и специальные истребители.[28]

Первоначальные расчеты показали, что сырная антенна шириной 12 футов (3,7 м) с зазором 17 дюймов (430 мм) между верхом и низом может обеспечить такое же усиление, как и параболическая антенна 277-го. Было подсчитано, что 277-й будет иметь дальность действия около 45 миль (72 км) против самолетов, поэтому это означало, что для выполнения требований требовалось еще одно увеличение дальности вдвое. Чтобы заполнить этот пробел, планировалось использовать магнетрон, работающий на 2 МВт и имеющий более длительную длительность импульса 5 мкс, таким образом, производя в десять раз больше мощности, чем существующие системы.[28]

Поскольку требование к персоналу требовало определения высоты, пока система продолжала подметать, потребуется полностью отдельная система измерения высоты. Это была относительно новая концепция, но решение было быстро найдено. Вторая антенна только для приема будет установлена ​​над основной антенной. Посредством установки четырех рупоров в волновод перед рефлектором можно получить диаграмму приема с множеством уложенных друг на друга вертикальных лепестков. Это потребовало разработки нового волновода с четырьмя вращающимися шарнирами.[29]

Новой системе было присвоено название Тип 295, и если оборудование было доступно до нового магнетрона, также был указан промежуточный Тип 294, использующий существующий магнетрон Тип 277. К 1944 году стало ясно, что система определения высоты не работает должным образом, что приостановило выполнение обоих планов. Было также ясно, что магнетрон мощностью 2 МВт не сможет вовремя оснастить HMSОрел, который тогда строился на Харланд и Вольф.[30]

Поскольку обе конструкции основывались на многолучевом высотомере, а это казалось неосуществимой концепцией, ВМС выдвинули новые требования с использованием магнетронов типа 277 в отдельных радарах PPI и высотомеров. Им стали Type 980 и 291 соответственно. Они тоже оказались проблематичными и в конце концов поступили на вооружение как Тип 982 и Тип 983.[31]

Другое использование

Подразделения ВМФ руководили разработкой больших радаров на основе магнетронов на протяжении всего периода войны, опережая разработки ВВС и армии. По этой причине многие наземные радары конца войны, использовавшиеся обеими силами, были версиями оборудования ВМФ с небольшими изменениями. Это было верно для Type 277, который лег в основу ряда наземных радиолокационных систем.[32]

CD Mark VI

Когда испытания 277T начали давать превосходные результаты, Британская армия принял его, почти без изменений, как Radar, Coast Defense, Number 1, Mark VI или CD No. 1 Mk. VI для краткости. Радары CD использовались для поиска кораблей в Английский канал, и для этой роли нужно было уметь сканировать близко к поверхности. Ранние наборы компакт-дисков были основаны на обычной 1,5-метровой электронике, широко используемой как в армии, так и в Королевских ВВС, но у них была относительно низкая точность. Они перешли на 271P как Mark IV и 271 как Mark V, а теперь приняли 277T как Mark VI. С переходом на 277-ю точность оказалось достаточно, чтобы различать отдельные Электронные лодки когда они покинули французское побережье.[33][я]

AMES Тип 50

Когда армия представила свои первые радары береговой обороны, Министерство авиации взял несколько из них и поместил их на высоких башнях, чтобы они могли видеть низколетящие самолеты. Эти установки стали Chain Home Low системы, способные обнаруживать летательные аппараты на высоте до 500 футов на дальностях, позволяющих организовать перехват. Им было дано официальное название AMES Type 2, хотя на практике это название использовалось редко.[34]

Когда армия переместила CD на 271P, RAF сделали то же самое, официально назвав их AMES Type 30, с серией таких систем, которым были присвоены разные номера типов в зависимости от различий их систем крепления. Когда 271P уступил место 271Q, новые системы были развернуты под названием Тип 40 и, в свою очередь, стали Типом 50, когда они перешли на 277. Эти системы в целом назывались как Chain Home Extra Low (ЧЕЛ).[34]

AMES Type 50 был практически идентичен 277T, но с отражателем для сыра, который использовался на прототипе. Тип 52 перешел на параболические отражатели для дополнительных характеристик. Это произвело серию конструкций с отражателями диаметром 10 футов (3,0 м), типов с 52 по 56, которые различались только системой крепления. Чтобы запутать ситуацию, любой из них может называться CHEL.[34]

CHEL и CD часто были одной и той же системой, просто двумя названиями для одной и той же установки, в зависимости от того, кто ее имел в виду: армия или авиация.[34][35] Чтобы еще больше запутать ситуацию, если радар был расположен близко к береговая артиллерия сайт, армия тогда назвала его радаром, береговой артиллерией или сокращенно СА.[36]

AMES Тип 13 и 14

В 1941 г. королевские воздушные силы (RAF) начали внедрение новой наземной радиолокационной системы, известной как AMES Тип 7. На вооружении выяснилось, что кучность Type 7 переключение лепестков Система измерения высоты не была оптимальной, и ее использование также требовало разделения мощности передатчика пополам и, следовательно, уменьшения дальности при использовании. Было разработано требование к специальному измерителю высоты, и это стало AMES Тип 13, который иногда назывался «сантиметровая высота» или «CMH».[35] Поскольку эксперименты с 277T оказались весьма успешными, было принято решение использовать его в качестве основы для Type 13.[37][38]

Основное отличие Type 13 от 277 - это антенна. Для функции определения высоты цель состоит в том, чтобы получить луч, который должен быть узким по вертикали и широким по горизонтали, что противоположно тому, что требуется для дисплея PPI. Этого можно легко добиться, используя антенну в виде сыра, повернутую так, чтобы длинная ось находилась вертикально. В Type 13 использовался массивный сыр высотой 20 футов (6,1 м) и шириной 18 дюймов (460 мм). Система была настолько большой, что была структурно нестабильной, поэтому она была построена как два соединенных бок о бок блока, питаемых от волновода с двумя рупорами, по одному с каждой стороны.[39]

Когда Type 13 только начинал поступать в производство, Королевские ВВС спорили о введении Окно система блокировки немецких радаров. Истребительное командование RAF посчитали, что немцы быстро сделают собственное окно и используют его против 1,5-метровых радаров Королевских ВВС, таких как Тип 7. В ответ производство Типа 13 было перенаправлено на Тип 14, который, по сути, был Типом 13, повернутым на бок, возвращаясь к горизонтальная раскладка, как у CD и CHEL. Это позволило ему сканировать горизонт, а не вверх и вниз, создавая дисплей PPI.[38]

Когда внимание вернулось к Type 13, тесты показали разочаровывающую производительность.[40] Существующие блоки использовались в качестве блоков PPI, отключая систему «кивков» и вручную вращая ее для сканирования горизонта. Было сделано несколько улучшений, но система не была по-настоящему удовлетворительной до послевоенного выпуска Mark V. В Mark V использовалась совершенно новая антенна, состоящая из цилиндрического отражателя из вертикальных металлических трубок.[39] В сочетании с Type 14, двухблочная система была известна как Type 21.[41]

Описание

Это описание основано на серийной модели 277 с указанием различий между моделями по мере необходимости.

Схема антенны

Стандартная антенная система для 277-го состояла из параболической антенны с проволочной сеткой диаметром 4,5 фута (1,4 м). Сигнал подавался на антенну и от нее с помощью волновода, охватывающего весь диаметр антенны, и проходящего вертикально через переднюю часть. Это позволило надежно закрепить его вверху и внизу самого отражателя, вместо того, чтобы использовать отдельную опорную конструкцию.[15] Система имела общий коэффициент усиления 800, хотя более поздняя антенна, используемая на 277Q, увеличила его до 1750, а меньшая сырная антенна на 276 уменьшила его до 180.[42]

Сборка была смонтирована в вилка который подключен к отражателю на левом и правом крайних точках. Приводной двигатель вертикальной стабилизации находился на левом плече вилки, если смотреть спереди. Вращающееся соединение для волновода было расположено с правой стороны, и сигнал подавался из этого места в основной волновод и рупор с коротким отрезком трубы, идущим от стыка к вершине отражателя. Другая сторона соединения вела к волноводу, проходящему через вилку к нижней части крепления, где второй вращающийся шарнир вел к кабине радара.[15]

Электроника

Электроника 277-го была ультрасовременной на 1944 год, в нем было введено несколько новых систем для улучшения характеристик по сравнению с 271. В частности, кристаллы детектора американского производства улучшили шум приемника до 14–16 дБ, тогда как 271-й был примерно 2 дБ выше.[42]

Вся система оборудования была упакована аналогично более поздним моделям 271P и Q, состоящая из единого шкафа с двумя большими коробками внизу и в середине и гораздо меньшего по размеру блока сверху. Самым нижним блоком была система питания и формирования импульсов с приемником и дисплеем посередине и тюнером наверху.[43]

Дисплеи и интерпретация

Модель 277 использовала индикатор положения в плане для основного дисплея, основанный на большом (для той эпохи) 9-дюймовой (230 мм) электронно-лучевая трубка (CTR). На PPI генератор временной базы притягивает луч из центра трубы к ее внешней окружности за то же время, когда сигнал радара проходит на максимальное расстояние и обратно. Усиленный обратный сигнал регулирует яркость луча, вызывая сильные отражения, приводящие к появлению на экране «пятен».[43]

Когда антенна вращалась, механическая система вращала дисплей с той же скоростью, что и магнитный север. Это означало, что отражения под определенными углами к кораблю появлялись в этой позиции на дисплее относительно севера. Поскольку луч имел конечную ширину, возникающие «пятна» были короткими дугами, а не отдельными пятнами. Из-за времени движения луча расстояние от точки до центра дисплея показало дальность действия цели.[43]

Примечания

  1. ^ При подключении с помощью коаксиального кабеля антенна могла вращаться только до того, как кабель был намотан на вращающийся вал.
  2. ^ Существующие источники не совсем ясно понимают значение буквы «Т». Правила номенклатуры ВМС зарезервировали буквы от M до Q для новых версий существующих конструкций, R для дополнительных панелей измерения дальности и S для «статических» систем. Новое имя могло потребоваться просто потому, что Mark IV стал 271Q и у них закончились буквы.
  3. ^ Или "стробоскоп", как его тогда называли.
  4. ^ Для сравнения, коаксиальный кабель такой же длины должен иметь потери около 20 дБ.
  5. ^ Медь потеряла 0,025 дБ на метр по сравнению с 0,05 дБ для латуни.[20]
  6. ^ Неясно, относится ли это к более раннему HMSKempenfelt (I18), к этому времени известная как HMCS Ассинибойн, или более поздний корабль с таким же названием, HMSKempenfelt (R03).
  7. ^ Это была вторая и последняя примерка из латуни. Все будущие волноводы были сделаны из меди для улучшения характеристик.[20]
  8. ^ Соответствующий приемник, используемый RAF, работал на частоте 50 МГц.
  9. ^ Из доступных ссылок неясно, почему компакт-диски с микроволновой печью не стали компакт-дисками № 2, а вместо этого были оставлены как часть оригинальной серии № 1.

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ Кокрейн, 2016 г., п. 196.
  2. ^ Кокран, 2016 г., п. 204.
  3. ^ Кокран, 2016 г., п. 205.
  4. ^ Кокрейн, 2016 г., п. 215.
  5. ^ Кокрейн, 2016 г. С. 215, 216.
  6. ^ Кокрейн, 2016 г., п. 217.
  7. ^ а б c Кокрейн, 2016 г., п. 225.
  8. ^ а б Кокрейн, 2016 г., п. 224.
  9. ^ а б Кокрейн, 2016 г., п. 231.
  10. ^ а б c d Кокрейн, 2016 г., п. 226.
  11. ^ Кокран, 2016 г., п. 227.
  12. ^ а б c Кокран, 2016 г., п. 228.
  13. ^ Howse 1993, п. 179.
  14. ^ Howse 1993, п. 178.
  15. ^ а б c d Кокрейн, 2016 г., п. 229.
  16. ^ Кокрейн, 2016 г., п. 230.
  17. ^ а б Кокран, 2016 г., п. 240.
  18. ^ Кокрейн, 2016 г., п. 223.
  19. ^ а б c d е ж грамм Кокрейн, 2016 г., п. 237.
  20. ^ а б c d е Кокрейн, 2016 г., п. 232.
  21. ^ Кокрейн, 2016 г., п. 234.
  22. ^ Кокрейн, 2016 г., п. 238.
  23. ^ а б Кокрейн, 2016 г., п. 239.
  24. ^ Кокран, 2016 г., п. 243.
  25. ^ а б c Кокрейн, 2016 г., п. 244.
  26. ^ а б c d Кокрейн, 2016 г., п. 245.
  27. ^ а б c Кокрейн, 2016 г., п. 246.
  28. ^ а б Кокран, 2016 г., п. 247.
  29. ^ Кокран, 2016 г., п. 248.
  30. ^ Кокрейн, 2016 г., п. 249.
  31. ^ Кокрейн, 2016 г. С. 249, 254.
  32. ^ Берег 1944.
  33. ^ Берег 1944, п. 14.0.
  34. ^ а б c d Берег 1944, п. 15.0.
  35. ^ а б Гоф 1993, п. F.5.
  36. ^ Берег 1944, п. 22.0.
  37. ^ Берег 1944, п. 9.0.
  38. ^ а б Гоф 1993, стр. F.6.
  39. ^ а б Берег 1944, п. 9.1.
  40. ^ Гоф 1993, стр. F.7.
  41. ^ Берег 1944, п. 12.0.
  42. ^ а б Кокрейн, 2016 г., п. 271.
  43. ^ а б c Кокрейн, 2016 г., п. 209.

Библиография

  • Береговые радары (PDF). Министерство авиации. Октябрь 1944 г.