AI Mk. IV радар -AI Mk. IV radar
 Капитан группы «Пэдди» Грин добился большей части из своих 11 подтвержденных убийств на этом Mk. Бофайтер с IV.
| |
| Страна происхождения | Соединенное Королевство |
|---|---|
| Введено | 1940 г. |
| Тип | Воздушный перехват |
| Частота | 193 МГц (VHF) |
| PRF | 750 пакетов в секунду |
| Ширина луча | ~ 175 градусов |
| Ширина импульса | 2,8 мкс |
| Диапазон | От 400 до 18 000 футов (120–5 490 м) |
| Точность | 5 градусов |
| Власть | 10 кВт |
| Другие имена | AIR 5003, SCR-540 |
Радар, бортовой перехват, Mark IV или AI Mk. IV, для краткости, была первой в мире действующей радиолокационной системой класса "воздух-воздух" . Ранний Mk. III появились в июле 1940 года на переоборудованных легких бомбардировщиках Bristol Blenheim , а стандартные Mk. IV получил широкое распространение на тяжелых истребителях Bristol Beaufighter к началу 1941 года. На Beaufighter Mk. IV , возможно , играет роль в прекращении Блице , тем люфтваффе «s ночь бомбардировки в конце 1940 и начале 1941 года.
Ранняя разработка была вызвана меморандумом Генри Тизарда 1936 года на тему ночных боев. Записка была отправлена Роберту Ватту , директору радиолокационных исследований, который согласился разрешить физику Эдварду Джорджу «Тэффи» Боуэну сформировать команду для изучения проблемы перехвата воздуха. Позже в том же году у команды была испытательная система для полетов, но прогресс был отложен на четыре года из-за аварийных переездов, трех заброшенных производственных проектов и все более враждебных отношений Боуэна с заменившим Ватта Альбертом Персивалем Роу . В конце концов, Боуэн был изгнан из команды, когда система окончательно созрела.
Модель Mk. Серия IV работала на частоте около 193 мегагерц (МГц) с длиной волны 1,5 метра и обеспечивала дальность обнаружения больших самолетов до 20 000 футов (6,1 км). У него было множество эксплуатационных ограничений, включая максимальную дальность, которая увеличивалась с высотой самолета, и минимальную дальность, которая была едва достаточно близкой, чтобы пилот мог видеть цель. От оператора радара требовались значительные навыки, чтобы интерпретировать показания двух электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) для пилота. Только с повышением квалификации экипажей, наряду с установкой новых наземных радиолокационных систем, предназначенных для выполнения задач по перехвату, скорость перехвата стала увеличиваться. Они примерно удваивались каждый месяц в течение весны 1941 года, в разгар Блица.
Модель Mk. IV использовался на передовой лишь непродолжительное время. Введение в 1940 году магнетрона с резонатором привело к быстрому развитию радаров микроволнового диапазона, которые обеспечивали гораздо большую точность и были эффективны на малых высотах. Опытный образец Mk. VII начали заменять Mk. IV в конце 1941 года, а AI Mk. VIII в значительной степени уступил Mk. IV к 1943 году перейдет во вторую линию. Mk. Приемник IV, изначально представлявший собой телевизионный приемник, лег в основу ASV Mk. II , Chain Home Low , AMES Type 7 и многие другие радиолокационные системы на протяжении всей войны.
Разработка
Бытие
К концу 1935 года Роберт Ватт разработал то, что тогда называлось RDF в поместье Боудси в Суффолке на восточном побережье Англии, и смог создать систему, способную обнаруживать большие самолеты на дальностях более 40 миль (64 км). 9 октября Ватт написал служебную записку, призывающую к строительству цепочки радиолокационных станций вдоль восточного побережья Англии и Шотландии на расстоянии около 32 км друг от друга, чтобы обеспечить раннее предупреждение для всех Британских островов. Это стало известно как Chain Home (CH), и вскоре сами радары стали известны под тем же именем. Разработка продолжалась, и к концу 1935 года дальность полета увеличилась до более 80 миль (130 км), что уменьшило количество требуемых станций.
В 1936 году экспериментальная система в Боудси была протестирована против множества смоделированных атак, наряду с обширной разработкой теории перехвата, проводимой в Королевских ВВС Биггин Хилл . Одним из наблюдателей был Хью Даудинг , первоначально занимавший должность директора по исследованиям Королевских ВВС, а затем - командующего истребительным командованием Королевских ВВС . Даудинг отметил, что станции СН предоставили так много информации, что у операторов возникли проблемы с ее передачей пилотам, а пилоты не смогли ее понять. Он обратился к этому с помощью создания того, что сегодня известно как система Даудинга .
Система Dowding полагалась на частную телефонную сеть информации переадресации от CH станций, Royal Observer Corps (РПЦ), и крохи радиопеленгации (RDF) в центральную комнату , где отчеты были нанесены на большую карте. Затем эта информация была передана по телефону в четыре региональных штаб-квартиры Группы, которые воссоздали карту своей зоны действия. Детали этих карт затем будут отправлены в сектора каждой группы, охватывающие одну или две основные авиабазы, а оттуда пилотам по радио. Этот процесс занял время, в течение которого самолет-цель двигался. Поскольку системы CH в лучшем случае были точны только примерно до 1 км, последующие сообщения были разрозненными и не могли определить цель более точно, чем примерно 5 миль (8,0 км). Это было хорошо для дневных перехватов; пилоты обычно заметили бы свои цели в пределах этого диапазона.
Ночная бомбардировка
Генри Тизард, комитет которого возглавлял разработку системы CH, начал беспокоиться о том, что CH будет слишком эффективным. Он ожидал, что люфтваффе понесет столько потерь, что им придется отказаться от дневных атак и перейти к ночным бомбардировкам. Их предшественники во время Первой мировой войны сделали то же самое, когда лондонский район ПВО успешно блокировал дневные налеты, а попытки перехватить немецкие бомбардировщики ночью оказались до смешного неэффективными. Опасения Тизарда оказались пророческими; Боуэн назвал это «одним из лучших примеров технологического прогнозирования, сделанного в двадцатом веке».
Тизард знал, что испытания показали, что наблюдатель сможет видеть самолет только ночью на расстоянии около 1000 футов (300 м), возможно, 2000 футов (610 м) при самых лучших лунных условиях, с точностью, с которой система Даудинга не мог предоставить. Проблема усугубляется потерей информации от ROC, который не сможет обнаружить самолет, кроме как в самых лучших условиях. Если перехват должен был осуществляться с помощью радара, его нужно было бы организовать за короткое время между первоначальным обнаружением и пролетом самолета за пределы участков СН на береговой линии.
Тизард изложил свои мысли в письме от 27 апреля 1936 года Хью Даудингу, который в то время был членом авиации по исследованиям и разработкам . Он также отправил копию Ватту, который переслал ее исследователям, которые переезжали на новую исследовательскую станцию в поместье Боудси. На встрече в пабе Crown and Castle Боуэн потребовал от Уатта разрешения сформировать группу для изучения возможности установки радара на самом самолете. Это будет означать, что станциям СН потребуется только направить истребитель в общую зону бомбардировщика, истребитель сможет использовать свой собственный радар для остальной части перехвата. В конце концов Уотт был убежден, что персонал, необходимый для поддержки разработки как CH, так и новой системы, был доступен, и в августе 1936 года Airborne Group была выделена из проекта CH.
Ранние усилия
Боуэн начал работу над радаром воздушного перехвата (AI), обсудив проблему с двумя инженерами из расположенного поблизости Королевских ВВС Мартлшем-Хит , Фредом Роландом и Н. Э. Роу. Он также несколько раз посетил штаб истребительного командования Королевских ВВС Bentley Priory и обсудил методы ночного боя со всеми, кто проявил интерес. Первые критерии для бортового радара, которым может управлять пилот или наблюдатель, включали:
- вес не должен превышать 200 фунтов (91 кг),
- установленное пространство 8 кубических футов (0,23 м 3 ) или меньше,
- максимальная потребляемая мощность 500 Вт ( Вт ), и
- антенны длиной 1 фут (30 см) или меньше.
Боуэн возглавил новую команду для создания того, что тогда называлось RDF2, а исходные системы стали RDF1. Они начали искать подходящую приемную систему, и тут же им повезло; EMI недавно сконструировал прототип приемника для экспериментального телевещания BBC на длине волны 6,7 м (45 МГц). Приемник использовал семь или восемь вакуумных трубок (клапанов) на шасси всего 3 дюйма (7,6 см) в высоту и около 18 дюймов (46 см) в длину. Вместе с ЭЛТ-дисплеем вся система весила всего 9,1 кг. Позже Боуэн описал это как «намного лучше, чем все, что [было] достигнуто в Британии к тому времени».
Доступен был только один приемник, который перемещался между самолетами для испытаний. Передатчика необходимой мощности в портативном виде не было. Боуэн решил немного познакомиться с оборудованием, построив наземный передатчик. Разместив передатчик в Красной башне Боудси, а приемник в Белой башне, они обнаружили, что могут обнаруживать самолеты на расстоянии от 40 до 50 миль (64–80 км).
RDF 1.5
После проверки базовой концепции команда искала подходящий самолет для установки приемника. Мартлшем предоставил бомбардировщик Хендли Пейдж Хейфорд , в отличие от первоначального эксперимента в Давентри, который привел к разработке СН, в котором целью был Хейфорд. Одной из причин выбора этой конструкции было то, что двигатели Rolls-Royce Kestrel имели хорошо экранированную систему зажигания, которая издавала минимальный электрический шум.
Установка приемника в Heyford была нетривиальной задачей; стандартная полуволновая дипольная антенна должна иметь длину около 3,5 метров (11 футов) для обнаружения длин волн 6,7 м. Решение было в конечном итоге найдено, протянув трос между стойками фиксированного шасси Heyford. Серия сухих аккумуляторных батарей, выстилающих пол самолета, питала приемник, обеспечивая высокое напряжение для ЭЛТ через катушку зажигания, взятую из автомобиля Ford .
Когда система поднялся в воздух в первый раз осенью 1936 г., он сразу же обнаружил самолет летит в цепи на Martlesham, от 8 до 10 миль (13-16 км) далеко, несмотря на грубость установки. Дальнейшие испытания были столь же успешными, диапазон увеличился до 12 миль (19 км).
Примерно в это же время Ватт организовал крупное испытание системы CH в Боудси с участием многих самолетов. Даудинг был повышен до начальника истребительного командования и был готов наблюдать за происходящим. Дела шли не очень хорошо; по неизвестным причинам радар не обнаружил приближающиеся самолеты, пока они не оказались слишком близко, чтобы организовать перехват. Доудинг внимательно следил за экранами в поисках каких-либо признаков бомбардировщиков, но не нашел ни одного, когда услышал, как они пролетали над головой. Боуэн предотвратил полную катастрофу, быстро устроив демонстрацию своей системы в Красной башне, которая обнаружила самолеты, когда они перестроились в 50 милях (80 км) от него.
Система, тогда известная как RDF 1.5, потребовала бы большого количества наземных передатчиков для работы в рабочих условиях. Более того, хороший прием был достигнут только тогда, когда цель, перехватчик и передатчик находились примерно на одной линии. Из-за этих ограничений базовая концепция считалась неработоспособной в качестве операционной системы, и все усилия были перенесены на конструкции с передатчиком и приемником на самолете-перехватчике.
Позже Боуэн оплакивал это решение в своей книге Radar Days , где он отмечал свои чувства по поводу отказа от реализации системы RDF 1.5:
Оглядываясь назад, теперь становится ясно, что это была серьезная ошибка. ... Во-первых, это дало бы им временное устройство, на котором можно было бы провести тестовый перехват ночью, за целых два года до начала войны. Это позволило бы пилотам и наблюдателям обучиться методам ночного перехвата, чего они фактически не получали до объявления войны.
Еще одна попытка возродить концепцию RDF 1.5, сегодня известную как бистатический радар , была предпринята в марте 1940 года, когда модифицированный комплект был установлен в Bristol Blenheim L6622 . Этот набор был настроен на передачи новых передатчиков Chain Home Low , десятки из которых были установлены на побережье Великобритании . Эти эксперименты не увенчались успехом, с дальностью обнаружения порядка 4 миль (6,4 км), и от этой концепции отказались навсегда.
Гигантские желуди, более короткие волны и ASV
В начале 1937 года группа получила несколько больших вакуумных трубок типа 316A Western Electric. Они подходили для создания передатчиков с непрерывной мощностью около 20 Вт для длин волн от 1 до 10 м (от 300 до 30 МГц). Перси Хибберд построил прототип передатчика с импульсами в несколько сотен ватт и установил его на Heyford в марте 1937 года.
При тестировании передатчик оказался мало пригодным для работы в воздухе, с небольшими дальностями обнаружения из-за его относительно низкой мощности. Но, ко всеобщему удивлению, он смог легко обнаружить причалы и краны в доках Харвича в нескольких милях к югу от Боудси. Судоходство также появилось, но команда не смогла проверить это очень хорошо, так как Heyford было запрещено летать над водой. После этого успеха Боуэну были предоставлены два патрульных самолета Avro Anson , K6260 и K8758 , а также пять пилотов, дислоцированных в Мартлшеме для проверки этой функции обнаружения кораблей. Ранние испытания продемонстрировали проблему с шумом от системы зажигания, мешающим работе приемника, но вскоре это было решено установщиками Королевского авиационного завода (RAE).
Тем временем Хибберд успешно построил новый двухтактный усилитель, использующий две такие же лампы, но работающий в диапазоне 1,25 метра , верхнем диапазоне УКВ (около 220 МГц); ниже 1,25 м чувствительность резко упала. Джеральд Тач, первоначально из лаборатории Кларендона , преобразовал приемник электромагнитных помех на эту длину волны, используя существующий набор в качестве каскада промежуточной частоты (ПЧ) супергетеродинной схемы . Исходная частота 45 МГц останется настройкой ПЧ для многих последующих радарных систем. Во время своего первого испытания 17 августа, Anson K6260 с Тачем и Китом Вудом на борту немедленно обнаружил судно в проливе Ла-Манш на расстоянии от 2 до 3 миль (3,2–4,8 км). Позже команда увеличила длину волны до 1,5 м, чтобы улучшить чувствительность приемника, и эта настройка 200 МГц будет общей для многих радиолокационных систем того времени.
Узнав об успехе, Ватт позвонил группе и спросил, будут ли они доступны для тестирования в сентябре, когда объединенный флот кораблей Королевского флота и самолетов прибрежного командования Королевских ВВС будет проводить военные учения в Ла-Манше. Во второй половине дня 3 сентября самолет успешно обнаружил линкор HMS Rodney , авианосец HMS Courageous и легкий крейсер HMS Southampton , получив очень сильные сигналы. На следующий день они взлетели на рассвете и в почти полной облачности обнаружили Куражиус и Саутгемптон на расстоянии от 5 до 6 миль (8,0–9,7 км). Когда они приблизились к кораблям и, в конце концов, стали видимыми, они увидели, как « Храбрый» запускает самолет, чтобы перехватить их. Обещание системы не было потеряно для наблюдателей; Альберт Персиваль Роу из комитета Тизард прокомментировал: «Если бы они знали, это была надпись на стене для немецкой подводной службы».
Бортовой радар для обнаружения кораблей в море стал известен как радар класса "воздух-поверхность-судно" (ASV). Его успехи привели к постоянным запросам на дополнительные испытания. Растущий интерес и усиление усилий к ASV способствовали задержкам бортовых установок перехвата; В 1937 и 1938 годах команда потратила значительное время, работая над проблемой ASV.
Появляется ASV
В мае 1938 г. AP Rowe принял на себя управление Bawdsey Manor у Ватта, который был назначен директором по развитию коммуникаций в министерстве авиации. Остаток 1938 года был занят практическими проблемами в разработке ASV. Одним из изменений стало использование новых ламп Western Electric 4304 вместо более ранних 316As. Это позволило дополнительно увеличить мощность импульсов примерно на 2 кВт, что обеспечило обнаружение судов на расстоянии от 12 до 15 миль (19–24 км). Их тестовой целью был Cork Lightship , небольшой катер, стоящий на якоре примерно в 6,4 км от Белой башни. Этих характеристик против такого небольшого судна было достаточно, чтобы побудить армию начать работу над радаром береговой обороны (CD). Армейская ячейка была создана 16 октября 1936 года для разработки радиолокационных систем наведения орудий .
Другое изменение было связано с тем, что каждая часть оборудования имела разные требования к мощности. Лампы передатчика использовали 6 В для нагрева нитей, но 4 В требовалось для трубок приемника и 2 В для нити накала ЭЛТ. ЭЛТ также требовало 800 В для своей электронной пушки, а передающие лампы - 1000 В для их модуляторов (драйверов). Сначала команда использовала мотор-генераторные установки, размещенные в фюзеляжах Anson и Battle, или батареи, соединенные различными способами, как в самых ранних наборах в Heyfords. Боуэн решил, что решение состоит в том, чтобы создать источник питания, который будет производить все эти напряжения постоянного тока от одного источника 240 В 50 Гц с использованием трансформаторов и выпрямителей. Это позволило бы им питать радиолокационные системы от сети, пока самолет находился на земле.
Британские авиадвигатели обычно оснащались валом отбора мощности, который вел к задней части двигателя. В двухмоторных самолетах, таких как Anson, один из них будет использоваться для генератора , питающего приборы самолета от 24 В постоянного тока, а другой останется неподключенным и доступен для использования. Следуя предложению Ватта избегать каналов Министерства авиации, в октябре Боуэн на одной из боевых команд прилетел на завод Metropolitan-Vickers (Метровик) в Шеффилде, где он снял генератор постоянного тока с двигателя, бросил его на стол и попросил генератор переменного тока аналогичного размера и формы. Арнольд Тастин , ведущий инженер Metrovick, был вызван для рассмотрения проблемы, и через несколько минут он вернулся, чтобы сказать, что может подавать устройство на 80 В с частотой 1200–2400 Гц и мощностью 800 Вт, что даже лучше, чем запрошенные 500 Вт. У Bowen был заказ на 18 опытных образцов, размещенный в кратчайшие сроки, и первые экземпляры начали поступать в конце октября. Вскоре последовал второй заказ на 400 штук. В конечном итоге во время войны было произведено около 133 800 таких генераторов.
Рабочий дизайн
Чтобы лучше проверить потребности ИИ, был нужен самолет со скоростью, необходимой для перехвата современного бомбардировщика. В октябре 1938 года команде были предоставлены два легких бомбардировщика Fairey Battle , характеристики и размер которых больше подходили для роли ночного истребителя . Battles K9207 и K9208 , а также экипаж, чтобы управлять ими, были отправлены в Мартлшем; К9208 был выбран для установки РЛС, а К9207 использовался как самолет-цель и самолет поддержки.
К 1939 году стало ясно, что надвигается война, и команда начала переключать основное внимание с ASV на AI. Новый комплект, построенный путем объединения передатчика новейших устройств ASV с приемником EMI, впервые вылетел в бою в мае 1939 года. Система продемонстрировала едва достаточную максимальную дальность - около 2–3 миль (3,2–4,8 км). ), но слишком большой минимальный диапазон оказался гораздо большей проблемой.
Минимальная дальность действия любой радиолокационной системы зависит от ее ширины импульса , времени, в течение которого передатчик включается, прежде чем он выключится, чтобы приемник мог улавливать отражения от целей. Если эхо-сигнал от цели получен, пока передатчик все еще отправляет сигнал, эхо-сигнал будет подавлен обратным рассеянием переданного импульса от местных источников. Например, радар с длительностью импульса 1 мкс не сможет увидеть отраженные сигналы от цели на расстоянии менее 150 м, потому что сигнал радара, распространяющийся со скоростью света , преодолеет расстояние в 300 м и обратно до этой цели. Интервал мкс истек.
В случае с ASV это не было проблемой; Самолет не будет приближаться к кораблю на поверхности ближе, чем его высота, возможно, несколько тысяч футов, поэтому более длительная длительность импульса вполне подойдет. Но в роли ИИ минимальная дальность была заранее определена зрением пилота - 300 м или меньше для ночного перехвата, что требовало субмикросекундной ширины импульса. Это оказалось очень сложно организовать, а диапазоны менее 1000 футов было трудно произвести.
Джеральд Тач приложил значительные усилия для решения этой проблемы и в конце концов пришел к выводу, что импульс передатчика менее 1 мкс возможен. Однако, когда это было предпринято, было обнаружено, что сигналы будут просачиваться в приемник и вызывать его «ослепление» на период, превышающий 1 мкс. Он разработал решение, используя генератор временной развертки, который одновременно запускал импульс передатчика, а также отключал переднюю часть приемника, в результате чего он становился намного менее чувствительным в этот период. Эта концепция стала известна как прокручивание . В ходе обширных тестов на Anson K6260 Touch, наконец, остановился на минимальной дальности 800 футов (240 м) как наилучшем компромиссе между видимостью и чувствительностью.
Кроме того, в наборах наблюдалась серьезная проблема с отражениями от земли. Радиовещательная антенна посылала импульс на очень большую площадь, покрывающую всю переднюю часть самолета. Это означало, что часть передаваемой энергии ударялась о землю и отражалась обратно в приемник. Результатом стала сплошная линия на дисплее на расстоянии, равном высоте самолета, за которым ничего не было видно. Это было нормально, когда самолет летел на высоте 15 000 футов (4,6 км) или более и возвращение к земле было примерно на максимальной полезной дальности, но означало, что перехват, выполняемый на более низких высотах, предлагал все более короткую дальность.
Посещения Даудинга
В мае 1939 года часть перевели в боевой, а в середине июня «Стаффи» Даудинг был взят в испытательный полет. Боуэн управлял радаром и совершил несколько заходов на посадку с разных точек. Даудинг был впечатлен и попросил продемонстрировать минимальную дальность. Он проинструктировал Боуэна удерживать позицию пилота, как только они приблизятся к прицелу радара, чтобы они могли посмотреть вверх и увидеть, насколько близко это было на самом деле. Боуэн описывает результат:
Предыдущие 30-40 минут наши головы находились под черной тканью, закрывающей электронно-лучевые трубки. Я сорвал ткань, и Стаффи посмотрел прямо перед собой и сказал: «Где это? Я не вижу этого». Я указал прямо вверх; мы летели почти прямо под целью. «Боже мой, - сказал Стаффи, - скажи ему, чтобы он отошел, мы слишком близко».
Версия тех же событий Даудингом отличается. Он заявляет, что был «чрезвычайно впечатлен» потенциалом, но указал Боуэну, что минимальная дистанция в 1000 футов была серьезным препятствием. Он не упоминает о близком подходе, и его формулировка предполагает, что его не было. Даудинг сообщает, что, когда они снова встретились позже в тот же день, Боуэн заявил, что сделал сенсационный шаг, и минимальная дальность полета была уменьшена до 220 футов (67 м). Даудинг сообщает об этом некритически, но исторические данные свидетельствуют о том, что такого прогресса не было.
По возвращении в Мартлшем Даудинг выразил обеспокоенность по поводу ночных перехватов и характеристик настоящего ночного истребителя. Поскольку перехват был долгим делом, самолету требовалась большая автономность. Чтобы убедиться, что дружественный огонь не был проблемой, пилоты должны были визуально идентифицировать все цели. Это означало, что потребуется отдельный оператор радара, чтобы пилот не терял ночное зрение, глядя на ЭЛТ. И, наконец, поскольку время, необходимое для организации перехвата, было таким долгим, самолету требовалось вооружение, которое могло гарантировать уничтожение бомбардировщика за один проход - было мало шансов на организацию второго перехвата.
Позже Даудинг написал меморандум, рассматривая несколько самолетов для этой роли, отказавшись от двухместного истребителя Boulton Paul Defiant из-за его тесноты в задней части башни. Он был уверен, что «Бристольский бойфренд» идеально подойдет для этой роли, но какое-то время он не был готов. Поэтому он выбрал легкий бомбардировщик Bristol Blenheim на ближайшее время, отправив два первых прототипа в Мартлшем-Хит для установки радаров из Битвы. Blenheim K7033 был оснащен радаром, а K7034 выступал в качестве цели. Оба этих самолета потеряли винт в полете, но благополучно приземлились; Винт K7033 так и не был найден, но K7034 был возвращен в Мартлшем на следующий день разгневанным фермером.
Mk. я
Даже на длине волны 1,5 м антенны практического размера имели относительно низкое усиление и очень низкое разрешение; антенна передатчика создавала веерообразный сигнал шириной более 90 градусов. Это не было полезно для самонаведения на цель, поэтому требовалась некоторая система индикации направления. Команда серьезно рассматривала сравнение фаз как решение, но не смогла найти подходящую схему фазового сдвига.
Вместо этого была принята система из нескольких приемных антенн, каждая из которых была расположена так, что была видна только определенная часть неба. Два горизонтальных приемника были установлены с обеих сторон фюзеляжа и видели только отражения слева или справа, слегка перекрываясь посередине. Два вертикальных приемника были установлены над и под крылом, чтобы видеть отражения над или под самолетом.
Каждая пара антенн была подключена к моторизованному переключателю, который быстро переключался между парами, метод, известный как переключение лепестков . Оба сигнала затем отправлялись на электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) для отображения, причем один из них проходил через инвертор напряжения. Если бы цель находилась слева, на дисплее было бы более длинное пятно слева, чем справа. Когда цель находилась прямо впереди, метки были равной длины. У такого решения изначально была ограниченная точность, около пяти градусов, но это было практическое решение с точки зрения ограничения размеров антенны.
К этому моменту министерство авиации отчаянно пыталось принять на вооружение какое-либо подразделение. Довольный своим визитом в мае, Даудинг предположил, что Mk. Я был достаточно хорош для целей оперативного тестирования. С 11 июня 1939 года А. И. получил наивысший приоритет и положения были сделаны на поставку 11 дополнительных Бленхеймов в № 25 эскадрильи в RAF Hawkinge (в общей сложности 21). Поскольку каждая из частей поступала от разных поставщиков, и монтажники не были знакомы ни с одной из них, членам команды AI пришлось бы вручную собирать компоненты по мере их поступления и инструктировать монтажников о наборах.
Ватт ждал заказа и в 1938 году организовал производство передатчиков в Метровике и приемников в AC Cossor . Оказалось, что это не те продукты: Метровику было сказано напрямую скопировать («китайский») дизайн Перси Хибберда 1937 года, но Боудси доставил Метровику не тот прототип, который скопировал его. Приемники Cossor оказались непригодными для использования, они весили столько же, сколько весь передатчик и приемник, и имели чувствительность примерно вдвое меньше, чем у EMI lash-up.
Пай полоска
Именно в этот момент команде снова повезло. Бывшим научным руководителем Боуэна в Королевском колледже в Лондоне был Эдвард Эпплтон , работавший с Уоттом и Гарольдом Паем в течение 1920-х годов. С тех пор Пай основал свою собственную радиокомпанию Pye Ltd. и активно работал на телевидении. Недавно они представили новый телевизор, основанный на инновационной вакуумной лампе, разработанной Philips из Голландии, - пентоде EF50 . Эпплтон упомянул дизайн Pye Боуэну, который нашел его большим улучшением по сравнению с версией EMI, и был рад узнать, что был небольшой производственный цикл, который можно было использовать для их экспериментов. Дизайн стал широко известен как Пай-полоска .
Полоса Pye была таким шагом вперед по сравнению с блоком EMI, что EF50 стал ключевым стратегическим компонентом. Когда в 1940 году надвигалось немецкое вторжение на запад, британцы связались с Philips и разработали план по перемещению совета директоров компании в Великобританию вместе с еще 25000 EF50 и еще 250 000 базами, на которых могла бы построить Mullard , дочерняя компания Philips в Великобритании. комплектные тубы. Эсминец HMS Windsor был отправлен, чтобы забрать их в мае, и покинул Нидерланды всего за несколько дней до немецкого вторжения 15 мая 1940 года. Полоса Пай и ее промежуточная частота 45 МГц будут повторно использоваться во многих других случаях военного времени. радиолокационные системы.
В конечном итоге в Мартлшем прибыли новые Бленхеймы, которые были экспериментально переоборудованы в тяжелые истребители с добавлением четырех пулеметов .303 British Browning и четырех 20-мм автоматических пушек Hispano , при этом была удалена средняя верхняя башня для уменьшения веса на 800 фунтов (360 кг) и перетащите на небольшую величину. Они прибыли без каких-либо стеллажей или других приспособлений, необходимых для установки радара, которые должны были быть изготовлены местными монтажниками. Дальнейшие поставки Blenheim Mk. Изначально были предусмотрены модели IF и IIF, но новый Mk. Версии для ЭКО с более длинным и переработанным носом. Оборудование необходимо было переоборудовать для нового самолета, а приемники и электронно-лучевые трубки были установлены в увеличенной носовой части, что позволяло оператору указывать пилоту поправки с помощью ручных сигналов в качестве резервной копии в случае отказа внутренней связи.
К сентябрю несколько Бленхеймов были оснащены тем, что теперь официально известно как AI Mk. Я и подготовка экипажей началась с 25-й эскадрильи Королевских ВВС Нортхолт . Роберт Хэнбери Браун , физик, который позже будет работать над радаром в США, и Кейт Вуд присоединились к ним в августе 1939 года, помогая установщикам поддерживать системы в рабочем состоянии и придумывая полезные методы перехвата. Ближе к концу августа Даудинг посетил базу, увидел радары в носу и указал Боуэну, что вражеские артиллеристы увидят свет от ЭЛТ и застрелят оператора. Комплекты были переоборудованы еще раз, вернувшись в хвостовую часть фюзеляжа, что вызвало дополнительные задержки.
С блоками в тылу единственным способом связи был домофон. Современные системы также использовали радио в качестве внутренней связи, но наборы TR9D, используемые в самолетах RAF, использовали голосовой канал в течение 15 секунд каждую минуту для системы « пип-писк» , блокируя связь. Даже когда были поставлены модифицированные наборы для решения этой проблемы, было обнаружено, что радар сильно мешает работе внутренней связи. Была попытка использовать переговорную трубку, но она оказалась бесполезной. Новые УКВ- радиостанции, разрабатываемые в тот же период, не страдали от этих проблем, и Бленхеймы были перемещены в начало очереди, чтобы получить эти устройства.
Экстренный переезд
Боудси, расположенный прямо на восточном побережье в относительно уединенном месте, не мог быть эффективно защищен от воздушных атак или даже бомбардировок с лодок на берегу. Необходимость переброски группы в более защищенное место с началом боевых действий была выявлена задолго до войны. Во время посещения своей альма-матер в Университете Данди Ватт подошел к ректору, чтобы спросить о возможном размещении там команды в короткие сроки. Когда немцы вторглись в Польшу и 3 сентября 1939 года была объявлена война, исследовательские группы собрались и прибыли в Данди и обнаружили, что ректор лишь смутно вспомнил о разговоре и ничего не подготовил к их приезду. С тех пор студенты и профессора вернулись после летних каникул, и для всей группы были доступны только две небольшие комнаты.
Группа искусственного интеллекта и их экспериментальный самолет D Flight, A & AEE , перебрались в аэропорт недалеко от Перта, Шотландия . Аэропорт был совершенно непригоден для монтажных работ: для работы самолетов имелся только один небольшой ангар, а второй использовался для офисов и лабораторий. Это потребовало, чтобы большая часть самолетов оставалась снаружи, а другие работали внутри. Тем не менее, первая группа самолетов была завершена к октябрю 1939 года. Благодаря этому успеху в аэропорт прибывало все больше и больше самолетов, чтобы команда ИИ установила радары, большинство из которых были подразделениями ASV для патрульных самолетов, таких как Lockheed Hudson и Short Sunderland. , за которым последовала экспериментальная установка на флот Air Arm Fairey Swordfish и Supermarine Walrus .
Бернард Ловелл присоединился к команде радаров по личному предложению PMS Blackett , первоначального члена комитета Tizard. Он прибыл в Данди и встретил Сидни Джефферсона, который сказал ему, что его перевели в группу ИИ. Условия в Перте были настолько суровыми, что явно сказывались на работе, и Ловелл решил написать об этом Блэкетту 14 октября. Среди многих проблем он отметил это;
Ситуация здесь действительно невероятная. Вот они кричат, чтобы установить сотни самолетов. Слесари работают 7 дней в неделю, иногда по 15 часов в день. По их собственным словам, «аппарат - чушь даже для телевизора».
Блэкетт удалил все прямые ссылки на Ловелла и передал их Тизарду, который обсудил этот вопрос с Роу во время своего следующего визита в Данди. Роу сразу же догадался, кто написал письмо, и позвал Ловелла, чтобы обсудить его. В то время Ловелл мало думал об этом, но позже узнал, что 26 октября Роу ответила Тизарду:
Он явно не подозревает, что я знаю, что он писал Блэкетту. Судя только по письму, которое вы мне процитировали, я ожидал, что Ловелл окажется отвратительной работой, которую следует отстранить от работы. Однако я считаю, что это не так.
Из разговора Роу предположил, что главная проблема заключалась в том, что Перт просто не подходил для работы. Он решил, что большая часть исследовательского учреждения, ныне известного как Исследовательский центр Министерства авиации (AMRE), останется в Данди, а команду ИИ следует переместить в более подходящее место. На этот раз выбранным местом был RAF St Athan , примерно в 24 км от Кардиффа . Сент-Афан был большой базой, которая также служила полигоном ВВС Великобритании и должна была быть идеальным местом.
Когда группа ИИ прибыла 5 ноября 1939 года, они оказались в заброшенном ангаре без служебных помещений. Небольшое облегчение было получено при использовании заброшенных крыльев Хейфорда в качестве перегородок, но это оказалось в значительной степени бесполезным, поскольку погода стала холодной. Поскольку главные двери ангара обычно оставались открытыми в течение дня, часто было слишком холодно, чтобы держать отвертку. Боуэн жаловался, что такие условия «вызвали бы бунт на тюремной ферме».
По иронии судьбы, Боудси игнорировался немцами на протяжении всей войны, в то время как Санкт-Афан был атакован Junkers Ju 88 всего через несколько недель после прибытия команды. Одиночная бомба попала прямо в взлетно-посадочную полосу, но не взорвалась.
Mk. II
С октябрьских поставок министерство авиации начало планы по производству AI Mk. II. Это в значительной степени отличалось добавлением новой системы временной развертки , которая, как предполагалось, уменьшила минимальную дальность до очень полезной 400 футов (120 м). Когда были установлены новые блоки, было обнаружено, что минимальная дальность полета увеличилась до 1000 футов. Эта проблема была связана с неожиданно высокой емкостью ламп, и после дальнейшей работы они смогли вернуться только к Mk. Я 800 футов. Blenheim из ряда эскадрилий были оснащены танками Mk. II, по три самолета в каждой из 23, 25, 29, 219, 600 и 604 эскадрилий в мае 1940 года.
Две экспериментальные версии Mk. II были протестированы. Блок AIH использовал клапаны GEC VT90 Micropup вместо желудей для дополнительной мощности, H означает высокую мощность около 5 кВт. Испытательный образец, установленный на Blenheim IF, оказался многообещающим в марте, а второй был доставлен в начале апреля, но разработка была прекращена по неизвестным причинам. У AIL была синхронизация по времени , которая улучшила максимальную дальность за счет значительного увеличения минимальной дальности с 3 000 до 3 500 футов (0,91–1,07 км), и работы были прекращены.
Во время доставки самолетов Боуэн, Тизард и Уотт потребовали от Министерства авиации назначить кого-то, кто будет руководить всей системой ночного боя, от обеспечения доставки самолетов и производства радаров до обучения пилотов и наземного экипажа. Это привело к формированию Комитета по ночному перехвату (названного так в июле 1940 г.) под руководством Ричарда Пирса . Пирс поднял группу ночного перехвата в Королевских ВВС Тангмер 10 апреля 1940 года; Позже оно было переименовано в Подразделение перехвата истребителей (ПФР).
Боуэн провел в Bentley Priory серию лекций по теории ночного перехвата с наведением и пришел к выводу, что истребителю потребуется 20-25% преимущество в скорости над его целью. Основные бомбардировщики Люфтваффе - Junkers Ju 88, Dornier Do 17 Z и Heinkel He 111 - могли летать со скоростью около 250 миль в час (400 км / ч), по крайней мере, со средней загрузкой. Это означало, что истребитель должен будет лететь со скоростью не менее 300 миль в час (480 км / ч), а «Бленхейм» с полной загрузкой способен развивать скорость только 280 миль в час (450 км / ч). Опасения Боуэна по поводу низкой скорости Бленхейма подтвердились в бою.
Mk. III
Модель Mk. II использовался лишь короткое время, когда команда заменила его передатчик на один из ASV Mk. I, который использовал новые клапаны Micropup. Новый AI Mk. Наборы III были экспериментально подогнаны примерно к двадцати Бленхеймским IF в апреле 1940 г., где они продемонстрировали улучшенную максимальную дальность действия от 3 до 4 миль (4,8–6,4 км). Однако они по-прежнему страдали от большой минимальной дальности, от 800 до 1500 футов в зависимости от того, как был настроен приемник.
Это привело к тому, что Хэнбери Браун описывает как «большой спор о минимальной дальности». С октября 1939 года круглосуточная работа по установке оставшихся Mk. Я работал в Перте и Сент-Атане, у команды не было времени на дальнейшее развитие электроники. Они знали, что минимальный диапазон все еще больше, чем можно было бы считать удовлетворительным, но Боуэн и Хэнбери Браун были убеждены, что существует простое решение, которое они могут реализовать после завершения первоначальной установки. Между тем, текущие наборы продолжали устанавливаться, хотя все знали о своих проблемах. 24 января 1940 года Артур Теддер признался Тизарду, что:
Боюсь, что большая часть, если не большая часть проблем связана с нашей фатальной ошибкой, когда мы быстро начали производство и установку ИИ до того, как он был готов к производству, установке или использованию. Эта прискорбная стремительность неизбежно сорвала исследовательскую работу по ИИ, поскольку она вовлекла исследовательскую группу от собственно исследования к установке.
Вопрос минимальной дальности продолжал подниматься, прорабатываясь через министерство авиации и, в конечном итоге, до Гарольда Ларднера , главы того, что тогда называлось Исследовательским центром Стэнмора. Роу и его заместитель Беннетт Льюис были вызваны на встречу с Ларднером, чтобы обсудить этот вопрос. Очевидно, не проинформировав Ларднера о потенциальном решении Боуэна и Хэнбери Брауна или о том, что они не могут работать над ним из-за продолжающихся установок, они согласились, чтобы Льюис исследовал этот вопрос. Затем Льюис отправил контракт в EMI, чтобы посмотреть, что они могут сделать. По словам Боуэна и Хэнбери Брауна, Роу и Льюис намеренно спровоцировали эти события, чтобы получить контроль над проектом ИИ у команды ИИ.
В Данди Льюис поднял вопрос, и были рассмотрены два решения по увеличению дальности стрельбы. Модель Mk. IIIA состоял из ряда незначительных изменений в передатчике и приемнике с целью уменьшения минимальной дальности примерно до 800 футов (240 м). Собственным решением Льюиса стал Mk. IIIB, который использовал второй передатчик, который транслировал сигнал, смешанный с основным, чтобы подавить его в конце импульса. Он полагал, что это уменьшит минимальную дальность до 600 футов (180 м). Два экземпляра IIIA прошли испытания в мае 1940 года и продемонстрировали незначительные улучшения, при этом дальность полета уменьшилась до 950 футов (290 м), но за счет значительного сокращения максимальной дальности - всего 8 500 футов (2,6 км). Испытания IIIB ждали, пока команда ИИ переезжает из Сент-Афана в Уорт-Матраверс в мае, и в конечном итоге их настигли события. Разработка обеих моделей была прекращена в июне 1940 года.
Весть о том, что Льюис разрабатывает свои собственные решения проблемы минимальной дальности, достигла команды ИИ в Сент-Афане где-то в начале 1940 года. Боуэн был очень расстроен. Он привык к тому, что исследователи были вовлечены в опрометчивую попытку производства, но теперь Роу напрямую отстранял их от исследовательской работы. Тизард услышал о жалобах и посетил Данди, чтобы попытаться сгладить их, что, очевидно, провалилось. 29 марта 1940 г. в служебной записке из офиса DCD Ватта было объявлено о реорганизации Воздушно-десантной группы. Джеральд Тач перейдет в RAE, чтобы помочь разработать процедуры производства, установки и обслуживания для Mk. IV, несколько других членов отправятся на аэродромы Королевских ВВС, чтобы помочь обучать наземный и воздушный экипажи непосредственно на частях, в то время как остальная часть команды, включая Ловелла и Ходжкина , снова присоединится к основным исследовательским группам радаров в Данди. Боуэн был исключен из реорганизации; его участие в ИИ закончилось. В конце июля Боуэн был приглашен присоединиться к миссии Тизард , которая отправилась в США в августе 1940 года.
Использование прототипа
Mk. III прошел обширные испытания в № 25 эскадрильи в мае 1940 года, и была обнаружена еще одна тревожная проблема. По мере перемещения самолета-мишени в стороны от истребителя погрешность по горизонтальному углу возрастала. В конце концов, под углом примерно 60 градусов в сторону цель была обозначена как находящаяся по другую сторону от истребителя. Хэнбери Браун пришел к выводу, что проблема возникла из-за отражений между фюзеляжем и гондолами двигателей из-за перехода на IVF с длинным носом от IF и IIF с коротким носом. В предыдущих примерах они использовали фюзеляж самолета в качестве отражателя, располагая и наклоняя антенны так, чтобы они проходили вдоль носовой части или передних кромок крыла.
Он попытался переместить горизонтальные антенны за пределы гондол, но это не дало результата. Еще одна попытка использования вертикально ориентированных антенн «полностью решила проблему» и позволила разместить антенны в любом месте крыла. Позже, когда он попытался понять, почему антенны всегда были горизонтальными, он обнаружил, что это произошло в результате испытаний ASV, в ходе которых было обнаружено, что это уменьшает отражения от волн. Учитывая параллельную разработку систем ASV и AI, эта схема была скопирована на сторону AI, и никто не рассматривал другие решения.
На заседании комитета по ночному перехвату 2 мая было решено, что бомбардировочная угроза больше, чем от подводных лодок, и было принято решение о перемещении 80 из 140 ASV Mk. I передатчики AI, добавив к 70, которые были построены EKCO (EK Cole). Их превратят в 60 IIIA и 40 IIIB. На следующей встрече 23 мая Тизард, возможно, вызванный комментариями директора по связям (авиация), предположил, что блоки не подходят для оперативного использования, особенно из-за низкой надежности, и должны использоваться только для тренировочных миссий при дневном свете.
К 26 июля 70 самолетов Blenheim были оснащены Mk. III и RAE написали подробный отчет о системе. У них тоже были опасения по поводу того, что они называли «частично надежными» системами, и они указали, что серьезная проблема связана с ненадежными антенными соединениями и кабелями. Но они пошли дальше и заявили, что самовозбуждающая концепция просто не подойдет для производственной системы. Эти системы использовали схему передатчика в качестве генератора для выработки рабочей частоты, но у них был недостаток, заключающийся в том, что требовалось некоторое время для стабилизации и последующего отключения. Ханбери Браун согласился с этой оценкой, как и Эдмунд Кук-Ярборо, который руководил работой над IIIB в Данди.
Mk. IV
Комментарии RAE о самовозбуждающем передатчике не были случайными: они имели в виду работу, которая только начиналась в EMI как прямой результат более раннего контракта Льюиса. Инженеры EMI Алан Блюмлейн и Эрик Уайт разработали систему, которая обходилась без схемы самовозбуждения передатчика и вместо этого использовала отдельный модулятор, который подавал сигнал в передатчик для усиления. Сигнал генератора также отправлялся на приемник, используя его для гашения его чувствительности. Комбинированный эффект заключался в повышении резкости передаваемого импульса при одновременном уменьшении «звона» в приемнике. В ходе испытаний в мае 1940 года Хэнбери Браун смог ясно увидеть возвращение на расстоянии 500 футов (150 м) и все еще мог разглядеть его, когда они приблизились к 400.
Touch, теперь работающий в RAE Farnborough и поставивший улучшенные версии ASV, быстро адаптировал новый генератор к существующему Mk. III передатчик. Адаптация вертикальной передающей "стрелы", сложенной конструкции двухдипольной антенны на носовой части самолета, из работы Ханбери Брауна с Mk. III устранил все оставшиеся проблемы. Во время первых эксплуатационных испытаний в июле 1940 года новый AI Mk. IV продемонстрировал способность обнаруживать еще один Бленхейм на расстоянии 20 000 футов (6,1 км) и продолжал отслеживать его как минимум до 500. Хэнбери Браун заявил, что «он сделал все, на что мы изначально надеялись, что бортовой радар сделает в ночное время. -боевой ". Далее он отметил, что, хотя Mk. IV прибыл всего через год после первого Mk. Мне казалось, что они работали десять лет.
Контракт на производство 3000 единиц был немедленно начат на EMI, Pye и EKCO. Когда они уехали в США в августе, команда Tizard Mission взяла Mk. IV, ASV Mk. II и IFF Mk. II с ними через Национальный исследовательский совет (Канада) . В ходе следующих обсуждений было решено, что США будут производить AI, а Канада - ASV. Western Electric получила лицензию на производство Mk. IV в США, где он был известен как SCR-540. Поставки самолетов P-70 ( A-20 Havoc ) и PV-1 начались в 1942 году.
Оперативное использование
Ранние операции
На протяжении всего развития Mk. С I по III, различные подразделения управляли системами, пытаясь разработать подходящие методы перехвата. Очень рано было решено отказаться от полной цепочки сообщений системы Даудинг и позволить операторам радаров на сайтах Chain Home (CH) напрямую разговаривать с истребителями, что значительно сокращает задержки. Это улучшило ситуацию, и во все большем числе случаев самолеты получали направление от станций СН к реальным целям.
В конце концов, экипажам обязательно повезло, и это произошло в ночь с 22 на 23 июля 1940 года, когда Бленхеймский IF ПФР получил указание от станции Poling CH и подобрал цель на высоте 8000 футов (2,4 км). диапазон. Оператор радара CH направлял их до тех пор, пока наблюдатель визуально не заметил Do 17. Пилот приблизился на 400 футов (120 м), прежде чем открыть огонь, продолжая приближаться, пока они не подошли так близко, что брызги масла из цели покрыли их лобовое стекло. Прервавшись, «Бленхейм» перевернулся вверх дном, и в условиях отсутствия видимости пилот не смог прийти в себя, пока не достиг 700 футов (210 м). Мишень упала у Богнор-Реджиса на южном побережье Англии. Это было первое подтвержденное успешное использование бортовой РЛС, известное в истории.
Несмотря на этот успех, было ясно, что Бленхейм просто не будет работать как истребитель. Несколько раз станции СН направляли истребители на успешный радиолокационный захват только для того, чтобы цель медленно отдалялась от истребителя. В одном случае «Бленхейм» смог увидеть цель, но когда он заметил ее, самолет увеличил мощность и исчез. С 1 по 15 октября 1940 года Mk. Истребители RAF Kenley с оборудованием III совершили 92 полета, выполнили 28 радиолокационных перехватов и ни разу не сбили.
Прибытие Mk. IV в июле 1940 г. улучшило положение, но именно поставка Bristol Beaufighter, начавшаяся в августе, позволила создать действительно эффективную систему. У Beaufighter были значительно более мощные двигатели, скорость, которая позволяла ему ловить цель, и мощная артиллерийская установка из четырех 20-мм пушек, которые могли легко уничтожить бомбардировщик за один проход. Использование эскадрильи началось в октябре, и ее первая победа пришла вскоре после этого, 19/20 ноября, когда Beaufighter IF из 604-й эскадрильи уничтожил Ju 88A-5 недалеко от Чичестера , что очень близко к первому успеху Mk. III.
Даудинг и ИИ
В течение августа и сентября 1940 года люфтваффе встретили систему Даудинга в битве за Британию и, несмотря на большие усилия, не смогли победить истребительное командование. Письмо Тизарда от 1936 года оказалось пророческим; потеряв в течение дня, Люфтваффе перешло в ночную кампанию. По-настоящему блиц началась в сентябре.
Задолго до этого Даудинг подвергался почти постоянной критике со всех сторон; он все еще находился у власти после обычного пенсионного возраста для офицеров, обладал колючим характером, за что получил прозвище «Дряхлый», и сохранял жесткий контроль над истребительным командованием. Его также критиковали за бездействие в прекращении боя между Китом Парком и Траффордом Ли-Мэллори , командирами 11-й и 12-й групп вокруг Лондона. Тем не менее, он пользовался благосклонностью Уинстона Черчилля и продемонстрировал успех Битвы за Британию, что сделало большинство жалоб спорными.
Блиц все изменил. В сентябре 1940 года люфтваффе совершило 6 135 ночных боевых вылетов, в результате чего было всего четыре боевых потери. Система Даудинга была неспособна практически справиться с ночным перехватом, и Даудинг продолжал утверждать, что единственное решение - запустить ИИ. Вы ищете альтернативы, то начальник штаба ВВС , Кирилл Newall созвал комитет по рассмотрению под руководством Джона Салмонд . Салмонд построил группу тяжеловесов, в которую вошли Шолто Дуглас , Артур Теддер, Филип Жубер де ла Ферте и Уилфрид Фриман .
На своей первой серии встреч 14 сентября Комитет ночной защиты начал собирать ряд предложений по улучшениям, которые подробно обсуждались 1 октября. Они были переданы Даудингу для реализации, но он обнаружил, что многие из их предложений уже устарели. Например, они предложили построить новые радары, которые можно было бы использовать над сушей, чтобы бой продолжался на протяжении всего рейда. Контракт на этот тип радара уже был разослан в июне или июле. Они предложили передать фильтровальную комнату в Королевских ВВС Bentley Priory в штаб-квартиру Группы, чтобы улучшить поток информации, но Даудинг уже пошел дальше и передал ночное перехватчик на уровень Сектора на аэродромах. Даудинг принял только четыре предложения.
За этим последовал еще один доклад по запросу Черчилля, на этот раз адмирала Тома Филлипса . Филлипс вернул свой отчет 16 октября, призвав к постоянному патрулированию истребителей Hawker Hurricane, руководимых прожекторами , так называемых истребителей « кошачий глаз» . Даудинг ответил, что скорость и высота современных самолетов делают такие усилия почти бесполезными, заявив, что Филлипс предлагал «просто вернуться к методу Микобера, приказывая им летать и ждать, пока что-нибудь не появится». Он снова заявил, что ИИ был единственным решением проблемы. Филлипс не игнорировал ИИ, но указал, что «В начале войны ИИ был заявлен на месяц или два впереди. Спустя более года мы все еще слышим, что через месяц или около того он действительно может достичь результатов. "
Настойчивость Даудинга в ожидании ИИ привела непосредственно к его увольнению 24 ноября 1940 года. Многие историки и писатели, в том числе Боуэн, полагали, что его увольнение было неразумным и что его определение радара ИИ как единственного практического решения было в конечном итоге правильным. Хотя это может быть правдой, сила кошачьего глаза действительно привела к ряду убийств во время блиц, хотя их эффективность была ограничена и быстро затмилась силами ночных истребителей. В мае 1941 года истребители «кошачий глаз» убили 106 против 79 «ночных истребителей», но для этого совершили вдвое больше самолето-вылетов. По совпадению, подобная система истребителей « кошачий глаз» , Wilde Sau , была создана Люфтваффе самостоятельно позже в ходе войны.
GCI
_radar_installation_at_RAF_Sopley,_Hampshire,_1945._CH15188.jpg)
Несмотря на все усилия, максимальная дальность полета ИИ оставалась фиксированной на высоте самолета, что позволяло самолетам Люфтваффе избегать перехвата, летая на более низких высотах. С точностью до пяти миль (8 км) по земле это означало, что все объекты ниже 25000 футов (7,6 км) будут подвержены этой проблеме, на которую приходится подавляющее большинство самолето-пролетов Люфтваффе . Другим серьезным ограничением было отсутствие наземного радиолокационного обзора над сушей.
24 ноября 1939 года Хэнбери Браун написал меморандум о предложениях по управлению истребителями от RDF, призывая к новому типу радара, который бы напрямую отображал как самолет-цель, так и перехватывающий истребитель, позволяя наземным диспетчерам напрямую управлять истребителем без необходимости интерпретации. Решением было установить радар на моторизованной платформе, чтобы он постоянно вращался, охватывая все небо. Двигатель на ЭЛТ-дисплее будет синхронно вращать пластины отклонения луча, поэтому всплески, видимые, когда антенна находится под определенным углом, будут отображаться под тем же углом на дисплее осциллографа. Используя люминофор, который длился по крайней мере один оборот, точки для всех целей в пределах досягаемости будут рисоваться на дисплее под их правильными относительными углами, создавая изображение, подобное карте, известное как PPI . Теперь, когда и бомбардировщики, и истребители отображаются на одном дисплее, оператор радара может напрямую наводить перехват, устраняя все задержки.
Проблема заключалась в том, чтобы найти достаточно маленький радар; Огромные башни РЛС СН, очевидно, нельзя было так повернуть. К этому времени армия достигла значительного прогресса в адаптации электроники ИИ для создания нового радара для обнаружения кораблей в Ла-Манше, CD, с антенной, которая была достаточно маленькой, чтобы ее можно было поворачивать по пеленгу. В 1938 году пилоты RAF отметили, что они могут избежать обнаружения CH при полете на малых высотах, поэтому в августе 1939 года Ватт заказал 24-CD наборы под названием Chain Home Low (CHL), используя их для заполнения пробелов в зоне покрытия CH. Первоначально эти системы приводились во вращение путем вращения педалей на раме велосипеда с приводом от зубчатой передачи. Шутка той эпохи «заключалась в том, что одного из операторов WAAFRDF всегда можно было узнать по выпуклым икроножным мышцам и необычайно стройной фигуре». Моторизованные средства управления для КХЛ были введены в апреле 1941 года.
К концу 1939 года стало понятно, что вращение луча на дисплее радара можно осуществлять с помощью электроники. В декабре 1939 года компания GWA Dummer начала разработку такой системы, а в июне 1940 года модифицированный радар CHL был моторизован, чтобы постоянно вращаться по пеленгу, и был подключен к одному из этих новых дисплеев. В результате получился обзор воздушного пространства вокруг радара на 360 градусов. Шесть экземпляров прототипа наземных радаров перехвата (GCI) были вручную построены на AMES (экспериментальной станции Министерства авиации) и RAE в течение ноября и декабря 1940 года, а первые были введены в эксплуатацию в RAF Sopley в первый день нового 1941 года, а остальные последовали за ним. к концу месяца. До их введения в декабре 1940 г. уровень перехвата составлял 0,5%; к маю 1941 года, при наличии ряда действующих станций GCI и большей осведомленности, он составлял 7% с коэффициентом поражения около 2,5%.
Конец блиц
Это была всего лишь комбинация AI Mk. IV, радары Beaufighter и GCI, которые создали действительно эффективную систему, и всем экипажам потребовалось время, чтобы овладеть навыками. При этом скорость перехвата стала расти геометрически:
- В январе 1941 г. было сбито три самолета.
- В феврале это число увеличилось до четырех, включая первое убийство Бофайтером.
- В марте было сбито 22 самолета.
- В апреле это улучшилось до сорока восьми.
- В мае это число увеличилось до девяноста шести.
Их процентное отношение к вооруженным силам ИИ продолжало расти; тридцать семь убийств в мае были совершены Боусами или Разрушителями, оснащенными ИИ, и к июню они составили почти все убийства.
К этому моменту Люфтваффе подвергло Великобританию крупной воздушной кампании и вызвало огромные разрушения и перемещение гражданского населения. Однако он не смог привлечь Великобританию к мирным переговорам и не оказал очевидного влияния на объемы производства. В конце мая немцы отменили «Блиц», и с этого момента количество бомбардировок в Великобритании резко снизится. Насколько это произошло из-за воздействия сил ночных истребителей, было предметом серьезных споров среди историков. Немцы обращали свое внимание на восток, и большая часть люфтваффе была послана для поддержки этих усилий. Даже в мае потери составили всего 2,4% атакующей силы, крошечное число, которое было легко восполнить люфтваффе .
Бедекер Блиц
Артур Харрис был назначен главнокомандующим авиации бомбардировочного командования Королевских ВВС 22 февраля 1942 года и немедленно приступил к реализации своего плана по уничтожению Германии путем лишения жилья . В рамках перехода к районным атакам в ночь на 28 марта отряды сбросили взрывчатку и зажигательные вещества на Любек , причинив огромный ущерб. Адольф Гитлер и другие нацистские лидеры пришли в ярость и приказали нанести ответный удар.
Ночью 23 апреля 1942 года был совершен небольшой рейд на Эксетер , за которым на следующий день Густаф Браун фон Штумм объявил, что они уничтожат все места, найденные в путеводителях по Бедекеру, которые были удостоены трех звезд. На следующей неделе последовали все увеличивающиеся по численности набеги, которые стали известны в Великобритании как Baedeker Blitz . Эта первая серия рейдов закончилась в начале мая. Когда Кельн был сильно поврежден во время первого налета с участием 1000 бомбардировщиков, Люфтваффе вернулось для еще одной недели налетов с 31 мая по 6 июня.
Первые рейды стали неожиданностью и были встречены неэффективными ответами. В первом рейде Beaufighter из 604-й эскадрильи сбил один бомбардировщик, в следующие три рейда не было ни одного убийства, а в следующем - снова одно убийство. Но по мере того, как характер атак становился все более очевидным - короткие атаки на небольшие прибрежные города - оборона ответила. Четыре бомбардировщика были сбиты в ночь на 3/4 мая, еще два - 7/8, один - 18, два - 23 мая. Люфтваффе изменили свою тактику , а также; их бомбардировщики приближались на малой высоте, поднимались, чтобы обнаружить цель, а затем снова пикировали после того, как сбросили свои бомбы. Это означало, что перехваты с Mk. IV были возможны только во время запуска бомбы.
В конце концов, рейды Бедекера не привели к сокращению количества рейдов британских ВВС над Германией. Потери гражданского населения были значительными: 1 637 человек убито, 1 760 ранено, 50 000 домов были разрушены или повреждены. По сравнению с «Блицем» это было относительно незначительно; К концу этой кампании 30 000 мирных жителей были убиты и 50 000 ранены. Люфтваффе потеряли 40 бомбардировщиков и 150 экипажей. Хотя ночные истребители не были особенно успешными (с конца апреля по конец июня их насчитывалось, возможно, 22 самолета), их недостатки были устранены.
АИС, замена
.jpg)
Группа Airborne экспериментировала с микроволновыми системами еще в 1938 году, когда обнаружила, что подходящее расположение трубок с желудями может работать на длинах волн до 30 см. Однако они имели очень низкую мощность и хорошо работали в области пониженной чувствительности на стороне приемника, поэтому дальность обнаружения была очень короткой. Группа пока отказалась от дальнейшего развития.
Разработка продолжалась в основном по настоянию Адмиралтейства , которое рассматривало это как решение для обнаружения боевых рубок частично затопленных подводных лодок . После посещения Тизардом исследовательского центра GEC Hirst в Уэмбли в ноябре 1939 года и последующего визита Уотта компания приступила к разработке и к лету 1940 года разработала рабочий 25-сантиметровый набор с использованием модифицированных VT90. Благодаря этому успеху, Ловелл и новое дополнение к воздушно-десантной группе Алан Ллойд Ходжкин начали экспериментировать с рупорными антеннами, которые обеспечивали бы значительно более высокую угловую точность. Вместо того, чтобы транслировать радиолокационный сигнал по всей передней полусфере самолета и слушать эхо отовсюду в этом объеме, эта система позволит использовать радар как фонарик , направленный в направлении наблюдения. Это значительно увеличит количество энергии, падающей на цель, и улучшит способность обнаружения.
21 февраля 1940 года Джон Рэндалл и Гарри Бут впервые запустили свой магнетрон с резонатором на частоте 10 см (3 ГГц). В апреле GEC рассказали об их работе и спросили, могут ли они улучшить конструкцию. Они представили новые методы уплотнения и улучшенный катод, предоставив два образца, способных генерировать мощность 10 кВт на расстоянии 10 см, что на порядок лучше, чем любое существующее микроволновое устройство. На этой длине волны полудипольная антенна имела длину всего несколько сантиметров и позволила команде Ловелла начать изучать параболические отражатели , создавая луч шириной всего 5 градусов. Это имело огромное преимущество в предотвращении отражений от земли, просто не направляя антенну вниз, позволяя истребителю видеть любую цель на своей высоте или над ней.
В течение этого периода Роу, наконец, пришел к выводу, что Данди не подходит ни для одного из исследователей, и решил снова переехать. На этот раз он выбрал Worth Matravers на южном побережье, где все группы радаров снова могли работать вместе. Из-за запутанного времени и лучшего планирования со стороны команды ИИ они прибыли в Уорт-Матраверс из Сент-Афана до того, как длинный конвой из Данди смог двинуться на юг. Это вызвало пробку, что еще больше расстроило Роу. Тем не менее, к концу мая 1940 года все было налажено: группа ИИ работала в основном из хижин к югу от Уорт-Матраверс и выполняла работы по установке на близлежащем аэродроме. С этим шагом вся группа превратилась в научно-исследовательское учреждение Министерства авиастроения (MAPRE), которое в ноябре 1940 года было снова переименовано в Исследовательское учреждение по телекоммуникациям (TRE).
Вскоре после переезда Роу сформировал новую группу под руководством Герберта Скиннера для разработки магнетрона в систему искусственного интеллекта, в то время известную как AI, Sentimetric (AIS). Ловелл относительно легко приспособил свои параболические антенны к магнетрону, и команда AIS сразу же обнаружила пролетающий самолет, когда они впервые включили набор 12 августа 1940 года. На следующий день их попросили продемонстрировать набор для менеджеров, но ни один самолет не пролетал мимо. Вместо этого они велели одному из рабочих на велосипеде вдоль ближайшей скалы нести небольшую пластину из алюминиевого листа. Это наглядно продемонстрировало его способность обнаруживать объекты очень близко к земле. Поскольку AIS быстро превратился в AI Mk. VII, развитие танка Mk. IV, модель Mk. V и Mk. VI (см. Ниже) увидел колеблющуюся поддержку.
Потребовалась значительная доработка АИС, первая серийная версия прибыла в феврале 1942 года и впоследствии потребовала длительного периода разработки и испытаний. Первое убийство Mk. VII постановка была в ночь с 5 на 6 июня 1942 года.
Зубчатый
Когда микроволновые системы поступили на вооружение вместе с обновленными версиями самолетов, на которых они были установлены, возникла проблема: что делать с этими самолетами с Mk. IV, которые в остальном были пригодны к эксплуатации. Одна из возможностей, предложенная еще в 1942 году, заключалась в наведении на собственные радары Люфтваффе . Основные эксплуатационные частоты из люфтваффе ' аналога с к Mk. IV, радар FuG 202 Lichtenstein BC , был обнаружен в декабре 1942 года. 3 апреля 1943 года Комитет воздушного перехвата приказал TRE начать рассмотрение концепции самонаведения под кодовым названием Serrate . Как назло, это оказалось идеальным моментом. Ближе к вечеру 9 мая 1943 года экипаж IV / NJG.3 перебрался в Великобританию, направив полностью оборудованный ночной истребитель Ju 88R-1, D5 + EV , на ВВС Великобритании Дайс в Шотландии, что позволило TRE впервые осмотреться. в Лихтенштейне.
Антенная решетка оригинального Mk. IV был ограничен практическими соображениями и был несколько короче 75 см, что было бы идеально для их сигналов длиной 1,5 м. Lichtenstein действовал на дистанции 75 см, в результате чего Mk. Антенны IV почти идеально подходят для их приема. Посылка сигналов через существующий моторизованный переключатель на новый приемник, настроенный на частоту Лихтенштейна, приводила к появлению дисплея, очень похожего на тот, который создается Mk. Собственные передачи IV. Однако сигнал больше не должен был поступать от истребителя RAF и обратно; вместо этого сигналы должны поступать только от немецкого самолета к истребителю. Согласно уравнению радара, это делает систему в восемь раз более чувствительной, и система показала свою способность отслеживать вражеские истребители на дальностях до 50 миль (80 км).
Наведение на радиопередачи противника означало, что не было точного способа рассчитать дальность до цели; Радиолокационные измерения основаны на времени задержки между трансляцией и приемом, и не было никакого способа узнать, когда сигнал противника был первоначально транслирован. Это означало, что устройство самонаведения можно было использовать только для начального слежения, а окончательный заход на посадку должен был осуществляться с помощью радара. Дополнительная дальность стрельбы Mk. VIII не требовался в этой роли, так как Serrate мог бы привести истребитель в зону легкой досягаемости, а потеря Mk. IV не стал раскрывать немцам секрет магнетрона. По этой причине Mk. IV считался превосходящим более новые радары для этой роли, несмотря на любые технические преимущества новых разработок.
Впервые Serrate был установлен на Beaufighter Mk. Самолеты VIF 141-й эскадрильи RAF в июне 1943 года. Они начали операции, используя Serrate в ночь на 14 июня, и к 7 сентября были сбиты 14 немецких истребителей, потеряв 3 человека. Позднее эскадрилья была передана 100-й группе RAF , которая занималась специальными операциями в бомбардировочном командовании, включая постановку помех и тому подобное. Несмотря на их успехи, было ясно, что Beaufighter не хватает скорости, необходимой, чтобы догнать немецкий самолет, и Mosquitoes начали заменять их в конце 1943 года.
Немцы узнали о своих потерях от ночных истребителей и начали экстренную программу по внедрению нового радара, работающего на разных частотах. Это привело к нижним У диапазона FuG 220 SN Лихтенштейна-2 , который начал достигать эксплуатационные единица в небольших количествах в период с августа по октябрь 1943 года, около 50 единиц в использовании ноября. В феврале 1944 года № 80 Sqn заметил заметное снижение количества передач FuG 202. К этому времени немцы изготовили 200 комплектов СН-2, а к маю их было 1000. Этот набор намеренно выбрал частоту, близкую к частоте их наземных радаров Freya , в надежде, что эти источники заглушат любой широкополосный приемник, используемый на самолетах RAF. К июню 1944 года ранние части Serrate были практически бесполезны, и их замена никогда не была столь успешной.
Дальнейшее развитие
Mk. IVA и Mk. V
Опыт показал, что последний подход к цели требовал быстрых действий, слишком быстрых, чтобы оператор радара мог легко сообщить пилоту поправки. В 1940 году Хэнбери Браун написал статью « Получение визуальных эффектов от контактов ИИ», которая математически продемонстрировала, что временные задержки, присущие системе перехвата, серьезно нарушают этот подход. В краткосрочной перспективе он предложил истребителям приблизиться к корме, находясь еще на расстоянии 2500 футов (760 м), а затем лететь прямо. В более долгосрочной перспективе он предложил добавить пилотный индикатор, который напрямую показывал направление, необходимое для перехвата.
Это привело к работе Хэнбери Брауна над Mark IVA, который отличался от Mk. IV в первую очередь за счет наличия дополнительного дисплея перед пилотом. Оператор радара имел дополнительный элемент управления, стробоскоп , который можно было регулировать для определения отраженных сигналов на определенном расстоянии. На дисплей пилота отправлялись только эти ответы, что приводило к гораздо меньшему беспорядку. В отличие от дисплея оператора, пилот показывал местоположение цели в виде одной точки, как при прицеле ствола; если точка была выше и правее центра дисплея, пилот должен был повернуть вправо и набрать высоту для перехвата. Результатом стало то, что было известно как индикатор летающего пятна , единственная выбранная цель, показывающая прямую индикацию относительного положения цели.
Испытания проводились с октября 1940 г. и быстро выявили ряд мелких проблем. Одна из незначительных проблем заключается в том, что перекрестие на трубке, указывающее на центр, блокирует точку. Более серьезной проблемой было отсутствие информации о дальности, которую пилоты ПФР считали критической. Хэнбери Браун приступил к работе над этими проблемами и вернул обновленную версию в декабре. U-образная сетка в центре дисплея обеспечивала центральное положение, при котором пятно оставалось видимым. Кроме того, схема включала в себя вторую временную развертку, которая давала более длинный сигнал, когда истребитель приближался к своей цели. Выход был рассчитан таким образом, чтобы линия была центрирована по горизонтали на точке. Это представило ассортимент в легко понятной форме; линия выглядела как крылья самолета, которые естественно увеличивались по мере приближения к ней истребителя.
Размер U-образного центрирующего столба был таким, чтобы его концы были той же ширины, что и линия индикации дальности, когда цель находилась на высоте 2500 футов (0,76 км), что указывало на то, что пилот должен сбросить газ и начать свой последний заход на посадку. Две вертикальные линии по бокам дисплея, стойки ворот , указывали, что цель находилась на расстоянии 1000 футов (300 м) впереди, и пришло время взглянуть вверх, чтобы ее увидеть. Две меньшие линии указывали на дальность 500 футов (150 м), в которой пилот должен был увидеть цель или должен был оторваться, чтобы избежать столкновения.
На совещании 30 декабря 1940 года было решено начать ограниченное производство новых индикаторов в качестве дополнения к существующим Mk. IV, создавая AI Mk. IVA. Первые экземпляры прибыли в январе 1941 года, а в начале февраля последовали новые образцы от ADEE и Dynatron . Участие Хэнбери Брауна в искусственном интеллекте внезапно прекратилось во время тестирования нового устройства. Во время полета в феврале 1941 года на высоте 20 000 футов (6,1 км) у него не хватило кислорода, и он внезапно проснулся в машине скорой помощи на земле. Ему больше не разрешили летать на испытания, и он начал работать над системами радиолокационных маяков .
Продолжение работы выявило ряд незначительных проблем, и было принято решение представить модернизированный блок со значительными улучшениями в упаковке, изоляции и другими практическими изменениями. Это стало бы AI Mk. V, который начал поступать из Пая в конце февраля и сразу продемонстрировал массу проблем. К этому времени уже разрабатывались СВЧ-агрегаты, и Mk. V почти отменили. Контракт на поставку более 1000 единиц был разрешен для продолжения в случае задержек с новыми установками. К маю проблемы с конструкцией Pye были устранены, и испытания ПФР показали, что он превосходит Mk. IV, особенно в плане обслуживания. Отчет RAE согласился.
Первый обновленный Mk. V-образные комплекты прибыли в апреле 1942 года и устанавливались на de Havilland Mosquito по мере их появления. Модель A Mk. Оборудованный V Mosquito впервые убил 24/25 июня, когда Mosquito NF.II из 151-й эскадрильи сбил Dornier Do 217 E-4 над Северным морем . На практике выяснилось, что пилотам было очень трудно оторвать взгляд от дисплея в последнюю минуту, и система использовалась только экспериментально. К этому времени микроволновые установки начали поступать в небольших количествах, поэтому Mk. Производство V неоднократно откладывалось в ожидании их прибытия и в конечном итоге было отменено.
Начиная с лета 1942 года группа разработчиков TRE начала экспериментировать с системами для проецирования дисплея на лобовое стекло, и к октябрю объединила это с изображением существующего GGS Mk. II гироскопический прицел для отображения на лобовом стекле, известного как индикатор автоматического пилота или API. Единственный образец был установлен на Beaufighter и испытан в течение октября, а многочисленные модификации и последующие образцы были испытаны в течение следующего года.
Mk. VI
Когда AI начал проявлять себя в начале 1940 года, Королевские ВВС осознали, что поставки радаров скоро превзойдут количество доступных подходящих самолетов. Поскольку в составе ночных истребителей уже имеется большое количество одномоторных одноместных самолетов, возникла потребность в каком-либо способе их оснащения радаром. Министерство авиации сформировало самолет AI Mk. VI Конструкторский комитет изучил это летом 1940 года. Получившиеся в результате AI Mk. VI был по сути своей Mk. IVA с дополнительной системой автоматической установки диапазона стробоскопа. При отсутствии видимой цели система переместила стробоскоп с минимального значения на максимальную дальность около 6 миль (9,7 км), а затем снова начала работать с минимума. Этот процесс занял около четырех секунд. Если цель была замечена, стробоскоп будет прилипать к ней, позволяя пилоту приблизиться к цели, используя свой C-прицел . Пилот будет летать под наземным контролем до тех пор, пока цель внезапно не появится на его индикаторе пилота, а затем перехватит ее.
Опытный образец автоматической стробоскопической установки был изготовлен в октябре вместе с новым Mk. РЛС типа ИВА с ручным стробоскопом для тестирования. Затем EMI попросили предоставить еще один макет стробоскопа для воздушных испытаний, который был доставлен 12 октября. Было обнаружено и решено множество проблем. Среди них было обнаружено, что стробоскоп часто прилипал к отражению от земли, а когда этого не происходило, не прилипал до тех пор, пока не получил сильный сигнал на более коротких дистанциях, или мог прилипать к неправильной цели. Со временем была добавлена кнопка панацеи, чтобы открепить стробоскоп в этих случаях.
Поскольку Mk. IVA был модифицирован в улучшенный Mk. V, модель Mk. VI последовал его примеру. Но к началу 1941 года было решено создать Mk. VI - совершенно новый дизайн, который легче помещается в небольшой самолет. В октябре 1940 года EMI уже заключила контракт на поставку дюжины опытных образцов с поставкой в феврале, но эти постоянные изменения сделали это невозможным. Тем не менее в декабре они представили контракт на производство 1500 единиц. В период с декабря по март начали поступать серийные образцы, в которых было обнаружено огромное количество проблем, над которыми инженеры работали одну за другой. К июлю системы были готовы к использованию и начали устанавливаться на новый Defiant Mk. II в начале августа, но они продемонстрировали проблему, при которой система могла блокировать передачи от других самолетов ИИ в этом районе, что привело к дальнейшим модификациям. Только в начале декабря 1941 года эти вопросы были полностью решены, и части были допущены к использованию в эскадрильях.
К этому моменту поставки Beaufighter и нового Mosquito значительно улучшились, и было принято решение убрать все одномоторные конструкции с ночных истребителей в 1942 году. Два Defiant перешли на Mk. VI, но они проработали всего около четырех месяцев, прежде чем перешли на Mosquito. Производство для роли ИИ закончилось, и электроника была преобразована в радары предупреждения о хвосте Моники для бомбардировщиков, пока в середине 1944 года британцам не были раскрыты знания о немецком радар-детекторе Фленсбург , который обнаруживал передачи Моники.
Модель Mk. У VI была короткая заграничная карьера. Один из первых агрегатов был экспериментально установлен на Hurricane Mk. IIc, и это привело к тому, что в июле 1942 г. был произведен единственный полет таких конструкций. Этим переоборудованиям уделялось такое внимание, что они не были завершены до весны 1943 г. Некоторые из этих самолетов были отправлены в Калькутту, где они утверждали ряд японских бомбардировщиков. Была проведена экспериментальная установка на Hawker Typhoon iA R7881 , при этом система была упакована в стандартный подкрыльевой каплевидный бак . Он был доступен в марте 1943 года и прошел длительные испытания до 1944 года, но из этой работы ничего не вышло.
Описание
Модель Mk. IV был сложным набором систем, известных в RAF под общим названием Airborne Radio Installation 5003 (ARI 5003). К отдельным частям относятся приемник R3066 или R3102, передатчик T3065, модулятор типа 20, антенна передатчика типа 19, антенна возвышения, тип 25, азимутальная антенна, тип 21 и 25, блок согласования импеданса, тип 35, панель управления напряжением, тип 3 и индикаторный блок, тип 20. или 48.
Схема антенны
Поскольку Mk. Система IV работала на одной частоте, она, естественно, соответствовала конструкции антенны Яги , которая была привезена в Великобританию, когда японские патенты были проданы компании Marconi . «Яги» Уолтерс разработал систему для использования ИИ с использованием пяти антенн Яги.
Передачи происходили от единственной антенны с наконечником стрелы, установленной на носовой части самолета. Он состоял из сложенного диполя с пассивным директором перед ним, оба согнуты назад под углом примерно 35 градусов и выступали из носовой части на монтажном стержне. Приемные антенны для вертикального приема состояли из двух полуволновых униполей, установленных над и под крылом, с отражателем за ними. Крыло действовало как сигнальный барьер, позволяя антеннам видеть только часть неба над или под крылом, а также непосредственно перед ним. Эти антенны были повернуты назад под тем же углом, что и передатчик. Горизонтальные приемники и директора устанавливались на стержнях, выступающих из передней кромки крыла, антенны располагались вертикально. Фюзеляж и гондолы двигателей служили барьерами для этих антенн.
Все четыре приемные антенны были подключены отдельными выводами к моторизованному переключателю, который по очереди выбирал каждый из входов, отправляя его в усилитель. Затем выход был переключен с использованием той же системы на один из четырех входов ЭЛТ. Вся радиолокационная дипольная антенна для AI Mk.IV была простой по сравнению с 32-дипольной приемопередающей антенной Matratze (матрас), установленной на носу первых немецких ночных истребителей, использующих радар AI, для их собственного диапазона УВЧ Lichtenstein B / C бортовой разработки РЛС с 1942 по 1943 год.
Отображение и интерпретация
1448.jpg)
Модель Mk. Система отображения IV состояла из двух электронно-лучевых трубок диаметром 3 дюйма (7,6 см), подключенных к общему генератору временной развертки, обычно настроенному на пересечение дисплея за время, необходимое для приема сигнала с расстояния 20 000 футов (6,1 км). Дисплеи были установлены рядом друг с другом на рабочем месте оператора РЛС в задней части Beaufighter. Трубка слева показывала вертикальное положение (высоту), а трубка справа показывала горизонтальное положение (азимут).
Каждая приемная антенна была направлена на один из каналов дисплеев по очереди, в результате чего один из дисплеев обновился. Например, в данный момент переключатель может быть установлен на отправку сигнала в левую часть дисплея азимута. Генератор временной развертки был запущен, чтобы начать перемещение точки ЭЛТ вверх по экрану после окончания передачи. Отражения заставили бы точку отклониться влево, создавая всплеск, вертикальное положение которого можно было бы измерить по шкале для определения дальности. Затем переключатель переместится в следующее положение и вызовет перерисовку правой части дисплея, но сигнал будет инвертирован, поэтому точка переместится вправо. Переключение произошло достаточно быстро, чтобы дисплей выглядел непрерывным.
Поскольку каждая антенна была нацелена на то, чтобы быть чувствительной в основном в одном направлении, длина меток зависела от положения цели относительно истребителя. Например, цель, расположенная на 35 градусов выше истребителя, вызовет усиление сигнала в верхнем вертикальном приемнике, что приведет к появлению длинной метки на верхней трассе и ни одной на нижней трассе. Несмотря на то, что обе вертикальные антенны менее чувствительны непосредственно впереди, обе вертикальные антенны могли видеть прямо перед истребителем, поэтому цель, расположенная прямо впереди, вызвала две немного более короткие точки, по одной по обе стороны от центральной линии.
Для перехвата оператор радара должен был сравнить длину меток на дисплеях. Если, например, метка была немного длиннее справа, чем слева от отображения азимута, он бы проинструктировал пилота повернуть направо, чтобы центрировать цель. Перехваты обычно приводили к потоку коррекций влево / вправо и вверх / вниз при считывании (надеюсь) уменьшающегося диапазона.
Задний фронт импульса передатчика не был идеально резким и заставлял сигналы приемника звонить в течение короткого времени, даже если они были включены после того, как импульс якобы завершился. Этот оставшийся сигнал вызвал большую постоянную вспышку, известную как прорыв передатчика, которая появилась на ближнем конце трубок (слева и внизу). Управление, известное как смещение осциллятора, позволяло регулировать точное время активации приемника относительно импульса передатчика, обычно так, чтобы остатки импульса были только видны.
Из-за широкой диаграммы направленности передающей антенны часть сигнала всегда падает на землю, а часть отражается обратно на самолет, вызывая возврат на землю. Он был настолько мощным, что принимался всеми антеннами, даже верхним вертикальным приемником, который в противном случае был бы скрыт от сигналов ниже него. Поскольку наименьшее расстояние и, следовательно, самый сильный сигнал был получен от отражений непосредственно под самолетом, это привело к появлению сильного всплеска на всех дисплеях в диапазоне высоты истребителя. Земля дальше перед самолетом также вызвала отражения , но они были все более и более удаленными (см. Наклонную дальность ), и только часть сигнала отражалась обратно в самолет, в то время как все большая часть рассеивалась вперед и в сторону. Таким образом, отражения от земли на дальней дистанции были меньше, что приводило к примерно треугольной серии линий в верхней или правой части дисплеев, известной как «эффект рождественской елки», за которой невозможно было увидеть цели.
Зубчатая операция
Серрат использовал винтовку Mk. Аппаратура IV для приема и отображения, заменяющая только блок приемника. Это могло быть включено или выключено из схемы из кабины, которая также отключила передатчик. При типичном перехвате оператор радара будет использовать Serrate для отслеживания немецкого истребителя, используя индикаторы направления с дисплеев, чтобы направить пилота на курс перехвата. Дальность не сообщалась, но оператор мог сделать приблизительную оценку, наблюдая за силой сигнала и тем, как сигналы менялись при маневрировании истребителя. После следования за Серратом на расчетную дальность в 6000 футов (1,8 км) собственный радар истребителя будет включен для заключительного захода на посадку.
Использование IFF
Начиная с 1940 года британские самолеты все чаще оснащались танками IFF Mk. II , которая позволяла операторам радаров определять, был ли значок на их экране дружественным самолетом. IFF был ответчиком, который посылал импульс радиосигнала сразу после приема радиосигнала от радиолокационной системы. Передача IFF смешивается с собственным импульсом радара, в результате чего точка растягивается во времени от небольшого пика до вытянутой прямоугольной формы.
Быстрое внедрение новых типов радаров, работающих на разных частотах, означало, что система IFF должна была реагировать на постоянно увеличивающийся список сигналов, а прямой отклик Mk. II требовалось постоянно увеличивать количество подмоделей, каждая из которых работала на разных частотах. К 1941 году стало ясно, что это будет расти без ограничений, и требовалось новое решение. Результатом стала новая серия блоков IFF, в которых использовалась техника непрямого допроса. Они работали на фиксированной частоте, отличной от радиолокационной. Сигнал опроса посылался с самолета нажатием кнопки на радаре, в результате чего сигнал передавался импульсами, синхронизированными с основным сигналом радара. Полученный сигнал был усилен и смешан с тем же видеосигналом, что и радар, в результате чего появился такой же расширенный сигнал.
Системы самонаведения
Системы транспондеров, используемые на земле, обеспечивают возможность определения местоположения транспондера, метод, который широко использовался с Mk. IV, а также многие другие радиолокационные системы AI и ASV.
Приемоответчики самонаведения в общих чертах похожи на системы IFF, но используют более короткие импульсы. Когда сигнал был получен от радара, транспондер отвечал коротким импульсом на той же частоте, исходный импульс радара не отражался, поэтому не было необходимости увеличивать длину сигнала, как в случае IFF. Импульс был отправлен на Mk. IV и выглядел как резкая вспышка . В зависимости от расположения транспондера по отношению к летательному аппарату, метка будет длиннее слева или справа от дисплея азимута, что позволит оператору направлять самолет к транспондеру, используя те же методы, что и при обычном перехвате самолета.
Из-за физического расположения транспондера на земле, антенна приемника с лучшим обзором транспондера находилась под крылом. Оператор радара обычно улавливает сигнал в нижней части дисплея высоты даже на очень больших расстояниях. Поскольку сигнал маяка был достаточно мощным, Mk. IV включал переключатель, который устанавливал временную шкалу на 60 миль (97 км) для пикапа на большие расстояния. Как только они приблизятся к общей области, сигнал будет достаточно сильным, чтобы начать появляться на азимутальной (левая-правая) трубке.
BABS
Другая система, используемая с Mk. IV - это система лучевых радиомаяков , или BABS, которая показывала осевую линию взлетно-посадочной полосы.
Общая концепция появилась раньше Mk. IV и была по сути британской версией немецкой балочной системы Лоренца . Lorenz, или Standard Beam Approach, как он был известен в Великобритании, использовал единственный передатчик, расположенный на дальнем конце активной взлетно-посадочной полосы, который попеременно подключали к одной из двух слегка направленных антенн с помощью моторизованного переключателя. Антенны были нацелены так, что они посылали свои сигналы слева и справа от взлетно-посадочной полосы, но их сигналы перекрывали осевую линию. Коммутатор в течение 0,2 секунды был подключен к левой антенне (если смотреть со стороны самолета), а затем 1 секунду к правой.
Чтобы использовать Лоренц, обычное радио было настроено на передачу, и оператор слушал сигнал и пытался определить, слышал ли он точки или тире. Если бы они услышали точки, короткий 0,2-секундный импульс, они бы поняли, что находятся слишком далеко влево, и повернулись бы вправо, чтобы достичь центральной линии. Тире указали, что им следует повернуть налево. В центре приемник мог слышать оба сигнала, которые сливались в устойчивый тон, равносигнальный .
Для BABS единственным изменением было переключение передач радиовещания на серию коротких импульсов, а не на непрерывный сигнал. Эти импульсы посылались при срабатывании сигналов радара ИИ и были достаточно мощными, чтобы их мог уловить Mk. IV приемник в пределах нескольких миль. На стойке регистрации Mk. IV будет получать либо точки, либо тире, и оператор будет видеть чередующуюся серию меток по центру дисплея, которые появляются и затем исчезают при переключении антенн BABS. Продолжительность светового сигнала показывала, был ли самолет слева или справа, и становилась непрерывной точкой на центральной линии. Этот метод был известен как лучевой подход AI (AIBA).
Поскольку он базируется на том же базовом оборудовании, что и оригинальный Mk. IV AI, BABS также может использоваться с оборудованием Rebecca , изначально разработанным для наземных ретрансляторов для сброса припасов над оккупированной Европой. Более позднее устройство Lucero было по сути адаптером для приемника Rebecca, соединяющим его с любым существующим дисплеем; AI, ASV или H2S .
Смотрите также
- Воздушная война Второй мировой войны
- Европейский театр Второй мировой войны
- История радара
- Турбинлит
- Экспериментальная станция Министерства авиации (AMES)
Примечания
использованная литература
Цитаты
Спецификации в информационном окне взяты из AP1093D 1946 , Глава 1, параграф 25.
Библиография
- AP1093D: Обзор радара, часть II (PDF) . Министерство авиации. 1946 г.
- Боуман, Мартин (2006). Группа 100 (поддержка бомбардировщиков): Бомбардировочное командование Королевских ВВС во время Второй мировой войны . Казематы. ISBN 978-1-84415-418-0.
- Боуэн, Эдвард Джордж (1998). Радарные дни . CRC Press. ISBN 978-0-7503-0586-0.
- Браун, Луи (1999). Технические и военные императивы: радарная история Второй мировой войны . CRC Press. ISBN 978-1-4200-5066-0.
- Форчик, Роберт (2013). Bf 110 против Ланкастера: 1942–45 . Osprey Publishing. ISBN 978-1-78096-318-1.
- Grayling, AC (2006). Среди мертвых городов . Блумсбери. ISBN 0-7475-7671-8.
- Хэнбери Браун, Роберт (1991). Боффин: личная история первых дней радаров, радиоастрономии и квантовой оптики . CRC Press. ISBN 978-0-7503-0130-5.
- Джексон, Роберт (2007). Глазами мировых асов-истребителей . Казематы. ISBN 978-1-84415-421-0.
- Ловелл, Бернард (1991). Эхо войны: история радара H2S . CRC Press. ISBN 978-0-85274-317-1.
- Смит, РА; Ханбери-Браун, Роберт; Mold, AJ; Ward, AG; Уокер, BA (октябрь 1985 г.). «АСВ: обнаружение надводных кораблей с помощью бортовой РЛС». НВО судопроизводство . 132 (6): 359–384. DOI : 10.1049 / IP-а-1.1985.0071 .
- Томас, Эндрю (2013). Beaufighter Aces of World War 2 . Osprey Publishing. ISBN 978-1-4728-0171-5.
- Уотсон, Раймонд (2009). Radar Origins Worldwide . Издательство Trafford. ISBN 978-1-4269-9156-1.
-
Белый, Ян (2007). История радиолокатора воздушного перехвата (AI) и британского ночного истребителя 1935–1959 гг . Ручка и меч. ISBN 978-1-84415-532-3.
- Выдержки доступны в первой части; 1936–1945 и часть вторая; 1945–1959
- Циммерман, Дэвид (2001). Британский щит: радар и поражение люфтваффе . Саттон. ISBN 978-0-7509-1799-5.
- Циммерман, Дэвид (2013). «Информация и революция противовоздушной обороны, 1917–1940». В Голдмане, Эмили (ред.). Информация и революции в военном деле . Рутледж. ISBN 978-1-136-82779-2.Впервые опубликовано в: Zimmerman, David (2004). «Информация и революция противовоздушной обороны, 1917–1940». Журнал стратегических исследований . 27 (2): 370–394. DOI : 10.1080 / 0140239042000255968 . S2CID 153613073 .
внешние ссылки
- Полная версия AI Mk. Руководство оператора IV доступно здесь .
- Детализированная анимация Mk. IV-дисплей можно найти на Mk. IV страница .