ГЛ Мк. III радар

ГЛ Мк. III

ГЛ Мк. III(B), с IFF
Страна происхождения	Великобритания
Представлено	конец 1942 года ( конец 1942 года )
№ построено	876 B, 667 C
Тип	направление АА
Частота	2,750–2,855 ГГц
ПРФ	420
Ширина луча	~8 градусов
Диапазон	Максимум 32 000 ярдов, 27 000 ярдов против легкого бомбардировщика
Точность	±25 ярдов, ±1/6 градуса на расстоянии 32 000 ярдов
Другие имена	Радар Зенитный №3

Радар, Наведение орудия, Mark III или GL Mk. III для краткости, представляла собой радиолокационную систему, используемую британской армией для непосредственного наведения или наведения , зенитной артиллерии (зенитной артиллерии). GL Мк. III представлял собой не отдельный радар, а семейство связанных разработок, которые постоянно совершенствовались во время и после Второй мировой войны . Они были переименованы вскоре после их появления в конце 1942 года, став РЛС, AA, № 3 , и часто в сочетании с радаром раннего предупреждения , AA № 4, который также производился в нескольких моделях.

Мк. III началась вскоре после появления магнетрона с резонатором в начале 1940 года. Магнетрон позволил радиолокационным системам работать на микроволновых частотах, что значительно уменьшило размер их антенн и сделало их намного более мобильными и точными. Первоначально начав работы над магнетроном в составе AI Mk. VIII радар «воздух-воздух» команде было приказано бросить все и как можно быстрее разработать радар для использования ПВО. Это обернулось фиаско; к концу года прогресс был достигнут очень незначительный, и команда вернулась к работе над бортовыми радарами.

Магнетрон также был продемонстрирован канадцам и США в рамках миссии Тизард осенью 1940 года. Сразу после визита Национальный исследовательский совет Канады начал разработку радара GL на основе британской разработки. Первые образцы GL Mk. III(C) (для канадцев) прибыл в Великобританию в ноябре 1942 года. Британские подразделения несколько более совершенной конструкции, GL Mk. III(B) (для британцев) прибыл в декабре. Было произведено 667 канадских моделей, из которых около 250 эксплуатировались в Великобритании, а большинство остальных были отправлены на континент или остались в Канаде. Было произведено 876 британских моделей, которые получили более широкое распространение. Пятьдесят Мк. III поставлялись в Советский Союз .

Несколько улучшенных версий Mk. III(B) экспериментировали, но ни один из них не получил широкого распространения из-за появления в 1944 году в США SCR-584 , который обеспечивал как сканирование, так и отслеживание в одном полуприцепе. Мк. Подразделениям III отводились второстепенные роли, такие как корректировка артиллерии, наблюдение за побережьем и наблюдение с метеозондов . Для этих целей было проведено несколько модернизаций, и модифицированные метеорологические агрегаты использовались примерно до 1957/58 года. Более радикальное развитие конструкции также привело к созданию значительно улучшенной послевоенной РЛС зенитной артиллерии № 3 Mk.7 , которая служила в армии основным радаром ПВО до снятия с вооружения зенитных орудий в конце 1950-х годов.

Разработка

Более ранние системы

Кабина передатчика Mk. II радар, где указан размер антенн, необходимых на частотах УКВ.

Британская армия начала серьезные исследования в области радиолокационных систем в 1937 году, после того как ее познакомили с разработками Министерства авиации на их экспериментальной станции в Боудси-Мэнор . Среди нескольких возможных вариантов использования радара армия рассматривала его как способ удовлетворить острую необходимость точного измерения дальности до воздушных целей. Это решалось с помощью оптических средств, которые были трудными, трудоемкими и подверженными ошибкам, а радиолокационная система могла значительно улучшить эту задачу. Перед командой разработчиков, получившей прозвище «Армейская ячейка», была поставлена ​​задача создать систему, которая обеспечивала бы измерения наклонной дальности с точностью 50 ярдов (46 м) или лучше.

Результатом стала громоздкая система, известная как GL Mk. Я радар . Мк. Я, как и технология Chain Home , на которой она была основана, использовал отдельные антенны передатчика и приемника, которые нужно было перемещать синхронно для отслеживания целей. Система не обеспечивала точного измерения пеленга и не имела возможности измерять высоту. Тем не менее, он соответствовал требованию точности 50 ярдов по дальности, эта мера автоматически вводилась в аналоговые компьютеры , которые выполняли баллистические расчеты. Характеристики орудий сразу улучшились; до прибытия Mk. Было подсчитано, что для уничтожения одного самолета необходимо было выпустить 41 000 снарядов; введение Mk. Благодаря улучшенной подготовке я сократил это число до 18 500 к концу 1940 года.

Планы по добавлению измерений пеленга и высоты были запланированы для Mk. II, которая должна была быть готова где-то в 1941 году. Когда стало ясно, что потребность более острая, Лесли Бедфорд из AC Cossor предложил добавить к Mk. Я хочу доставить его в поле как можно скорее. Это стала система GL/EF, которая поступила на вооружение в начале 1941 года и привела к значительному снижению количества выстрелов на убийство до 4100, что впервые сделало ПВО эффективными. Мк. II, который предлагал немного более высокую точность, сократил этот показатель до 2750 выстрелов на убийство, когда он начал появляться в 1942 году.

Микроволновые печи

Основной причиной громоздкости ранних систем GL был побочный эффект используемых ими радиочастот. GL был разработан в эпоху, когда единственная доступная электроника была адаптирована из коммерческих коротковолновых радиосистем и работала на длинах волн порядка 5–50 м. Основной результат радиофизики состоит в том, что антенны должны быть примерно такого же размера, как и используемая длина волны, что в данном случае требовало антенн длиной в несколько метров.

Адмиралтейству . было поручено разработать электронные лампы (клапаны) для военных нужд Они были особенно заинтересованы в переходе на гораздо более короткие волны как способ обнаружения более мелких объектов, особенно боевых рубок и перископов подводных лодок . Воздушно-десантная группа Министерства авиации, возглавляемая Эдвардом Джорджем Боуэном , столкнулась с противоположной проблемой: ей требовались антенны, достаточно маленькие, чтобы их можно было установить в носовой части двухмоторного самолета. Экспериментальный телевизионный приемник удалось адаптировать к 1,5 м, но для этого все равно требовались большие антенны, которые пришлось устанавливать на крыльях. На встрече Боуэна с Чарльзом Райтом из Экспериментального отдела Адмиралтейства они нашли много причин прийти к единому мнению о необходимости системы с длиной волны 10 см.

Учитывая поддержку разработки микроволнового оборудования со стороны обеих служб, Генри Тизард в ноябре 1939 года посетил компании General Electric (GEC) Херст-исследовательский центр на Уэмбли, чтобы обсудить этот вопрос. Некоторое время спустя Ватт нанес личный визит, в результате которого 29 декабря 1939 года был заключен контракт на поставку микроволнового радара с искусственным интеллектом , использующего обычную ламповую электронику. Тем временем Комитет по разработке коммуникационных клапанов Адмиралтейства (CVD) обратился к Бирмингемскому университету с просьбой разработать совершенно новую конструкцию трубок, которая могла бы привести к лучшим результатам.

Микроволновые печи

Магнетрон диаметром около 10 см произвел революцию в разработке радаров.

из Бирмингема Марк Олифант первоначально решил эту проблему, попытавшись продолжить разработку клистрона , довоенного изобретения, которое было одной из первых успешных микроволновых ламп. Клистрон производит микроволны, посылая электроны мимо резонансных полостей, в результате чего внутри них осаждается микроволновая радиоэнергия. Этот процесс неэффективен, и для получения полезного выходного сигнала обычно используются несколько резонаторов, хотя при этом получаются очень длинные трубки. Несмотря на многочисленные попытки, к концу 1939 года их лучшие клистроны вырабатывали всего 400 Вт, что намного ниже той мощности, которая была бы необходима для использования в радарах.

Двум второстепенным членам команды, Джону Рэндаллу и Гарри Буту , было предложено рассмотреть другую концепцию, но они также не смогли созреть. Оставшись без дела, они начинают рассматривать альтернативные решения. Они пришли к идее использования нескольких резонансных полостей, расположенных по кругу за пределами общего центрального ядра, в отличие от линейного расположения клистрона. Электроны изгибались по круговой траектории с помощью мощного магнита. При таком расположении электроны проходят через резонаторы много раз, образуя, по сути, клистрон с сотнями резонаторов. Их самый первый резонаторный магнетрон производил 400 Вт, а за неделю мощность была увеличена до более чем 1 кВт. Через несколько месяцев у GEC появились модели, производящие импульсы мощностью 10 кВт. Вскоре они были использованы при разработке новой бортовой радиолокационной системы, первоначально известной как AIS, то есть сентиметрического перехвата с воздуха [так в оригинале].

Тем временем армия несколько раз посещала GEC в течение 1940 года и наблюдала за их прогрессом в использовании традиционной ламповой электроники на более коротких волнах. В результате ряда шагов компании GEC удалось сократить рабочие длины волн своих систем с 1,5 м (первоначальная частота бортового радара) до 50 см, а затем и до 25 см. Их можно использовать в направленной системе с антенной размером метр или меньше. В отличие от Воздушно-десантной группы, которой требовались еще более короткие длины волн для изготовления очень маленьких антенн, которые могли бы поместиться в носовой части самолета, или ВМФ, которым требовалась система с достаточным разрешением, чтобы улавливать перископы, армия искала только практическое улучшение точности и меньшие по размеру антенны. Эту проблему можно решить с помощью решения GEC.

В августе 1940 года Армия выпустила спецификацию на новый радар GL, который сочетал в себе УКВ-установку, подобную Mk. II с микроволновой системой слежения с высокой точностью. Это потребовало:

• первоначальный сигнал для раннего предупреждения на расстоянии 30 000 ярдов
• пикап для наведения на 22 000 ярдов
• точная дальность до любой цели от 2000 до 17 000 ярдов, хотя приемлемым был и более короткий максимум в 14 000 ярдов.
• ширина луча в идеале 10 градусов, но максимум 14 градусов
• возвышения от 10 до 90 градусов над горизонтом, с возможностью слежения до 70 градусов

П. П. Поллард из Научно-исследовательского центра противовоздушной обороны в Крайстчерче, Дорсет, работал с «Армейской ячейкой» на Экспериментальной станции Министерства авиации, был одним из первых, кто задумался о радаре еще в 1930 году, и некоторое время прежде чем присоединиться к нему. другие армейские исследователи в Крайстчерче, Дорсет . они выбрали британскую компанию Thomson-Houston (BTH), которая построила более ранние 5-метровые комплекты GL. Для создания прототипа Поллард переехал на заводы BTH в Регби, Уорикшир, чтобы работать над новой системой.

Отказ клистрона

Когда в сентябре 1940 года Альберт Персиваль Роу , директор радиолокационной группы Министерства авиации, услышал об усилиях армии, он приступил к созданию собственной разработки GL с использованием магнетрона. После встречи 22 сентября с Филипом Жубером де ла Ферте , старшим командующим ВВС Великобритании, Роу сформировал команду GL под руководством Д. М. Робинсона, используя нескольких членов команды AIS, сказав им, что им придется сосредоточиться на проблеме GL. на ближайший месяц или два.

Это привело к усилению трений между Филипом Ди , руководившим работой команды ИИ по магнетрону, и Роу, руководившим исследователями Министерства авиации. Ди утверждал, что Роу «воспользовался этой возможностью, чтобы попытаться стащить проблему GL от ADEE» (армейской ячейки) и что «только Ходжкин спокойно занимается АИС, а Ловелл и Уорд, к счастью, заняты основной работой с антеннами и приемники и поэтому их относительно не беспокоит этот новый закрылок». По словам Ловелла, это не было таким большим нарушением, как полагал Ди. Более того, в некоторой степени работы по клистрону в Бирмингеме продолжались благодаря усилиям армии GL.

Основной проблемой адаптации концепций радаров с искусственным интеллектом к проблеме GL была угловая точность. В случае с ИИ оператор радара мог отслеживать цель с точностью около 3 градусов, улучшаясь до целых 1 градуса на близком расстоянии. Этого было более чем достаточно, чтобы пилот увидел цель почти прямо перед собой, когда она приблизилась на расстояние примерно 1000 футов (300 м). При наводке на большие расстояния операторы могут никогда не увидеть цели, поэтому точность должна быть как минимум 1 ⁄ градуса , и 1/10 радара . позволило бы наводить орудия исключительно с помощью

Решение, обеспечивающее гораздо более высокую угловую точность, уже было известно — метод, известный как коническое сканирование . Вскоре после того, как Ловелл начал работать над такой системой, « Роу» посетил Эдгар Ладлоу-Хьюитт , генеральный инспектор Королевских ВВС. После визита Роу сообщил команде, что полный комплект GL должен быть готов к установке на оружие через две недели. К 6 ноября Робинсон собрал прототип системы, но к 25 ноября он отправил Роу и Льюису (помощнику Роу) записку, в которой говорилось, что за последние 19 дней система работала только 2 дня из-за множества проблем. В декабре ему было приказано передать уже завершенную работу в BTH для разработки развертываемой системы. 30 декабря 1940 года Ди записал в своем дневнике следующее:

Фиаско GL закончилось тем, что все это было перенесено в BTH целиком, включая двух сотрудников AMRE. Ничто никогда не работало должным образом у Лисона, и Робинсон считает, что для Льюиса было очень полезно узнать, насколько на самом деле неэффективны все базовые техники.

Магнетрон ГЛ

В рамках миссии Тизард США в августе 1940 года первый магнетрон был продемонстрирован представителям Комитета исследований национальной обороны (NDRC), а также Канадского национального исследовательского совета (NRC). Команды США и Канады вскоре установили постоянные контакты и разделили усилия, чтобы избежать дублирования работы. Сотрудники из шести канадцев, взятые в аренду у NRC, оставались в радиационной лаборатории на протяжении всей войны.

23 октября 1940 года группа NRC получила телеграмму из Англии с просьбой начать работу над системой GL с использованием магнетрона. Требования предусматривали дальность слежения до 14 000 ярдов (13 000 м) с точностью до 50 ярдов (46 м), хотя они хотели, чтобы она была 25. Они также хотели иметь режим поиска с неопределенной дальностью и точностью дальности. 250 ярдов (230 м). Угловая точность должна была быть не менее 1 ⁄ градуса по обеим осям, но Было желательно 1 ⁄ 6 . Все выходы должны были напрямую управлять магнитными пластинами.

Несмотря на зачаточное состояние разработки радаров в NRC в то время, Великобритания практически не участвовала в дальнейших разработках. Хотя информация о разработке системы GL продолжала поступать в Канаду, экономическая и научная поддержка оказывалась незначительной до 1943 года, когда NRC значительно расширил свой офис связи в Лондоне. Отсутствие координации серьезно задержит канадское производство многих радиолокационных систем. Напротив, группа по связям между Канадой и США уже согласилась, что США следует сосредоточиться на более сложной системе, пока канадцы работают над ее базовой конструкцией.

Еще больше путаницы усугубило то, что к январю 1941 года Министерство снабжения отказалось от продолжающихся усилий армии в Великобритании и выпустило новую спецификацию GL, основанную на магнетроне. Это означало, что предыдущие усилия по разработке обычного передатчика оказались напрасными. С другой стороны, к этому времени источники магнетронов совершенствовались, и их использование позволило бы создать радар, работающий на еще более коротких длинах волн и гораздо большей мощности, улучшая как дальность, так и точность. В конечном итоге 31 мая 1941 года компания BTH поставила экспериментальную маломощную модель «А». хотя это была далека от системы, готовой к использованию в полевых условиях.

ГЛ Мк. III(С) конструкция

Мк. III Точный определитель местоположения (APF) готов к действию, антенны подняты, а тележка выровнена. Трос за антеннами подводится к лебедке в передней части кабины, которая поднимает их в рабочее положение.

Это GL Mk. IIIc APF подготовлен к транспортировке, антенны заблокированы. Кабина открыта для демонстрации электроники в задней части консолей.

Члены экипажа поднимают антенную стрелу указателя положения зоны (ЗПИ).

Канадская конструкция стала известна как Accurate Position Finder, или сокращенно APF. В то время решение по быстрому переключению микроволнового сигнала между двумя антенными фидерами еще не было решено. Поскольку в системе были отдельные электронные системы для вещания и приема, для каждой из них потребуются отдельные антенны. Первоначально команда рассматривала системы с одним передатчиком и одним приемником или с одним передатчиком и четырьмя приемниками. Такое обилие антенн не было серьезной проблемой для GL; отражатели имели диаметр около метра, что было не слишком велико для наземной системы, особенно с учетом многометровых антенн GL Mk. Я бы его заменил.

В то время никто не знал, «как спроектировать волновод с вращающейся точкой с малыми потерями». поэтому проблема подачи микроволновой энергии от магнетрона к вращающимся антеннам не имела очевидного решения. Вместо этого они решили принять решение, использованное в более ранних комплектах GL, и установить весь фургон с электроникой на опорную пластину и направить ее в нужном направлении. Это сильно усложняло трейлер, а хрупкость недостаточно спроектированных трейлеров была серьезной проблемой для австралийских пользователей.

Ключевое отличие Mk. IIIc и более ранние Mk. II возник из-за отсутствия ЭЛТ для дисплеев. Мк. II имел три ЭЛТ, по одному для дальности, азимута и высоты. Дисплеи высоты и азимута отображали только одну выбранную цель, выбранную оператором дальности, а затем отображали сигналы от верхней и нижней антенн на одном дисплее и сигналов от левой и правой антенн на другом. Операторы сравнивали длину точек , чтобы определить, какая из них длиннее, и поворачивали кабину в этом направлении. В IIIc индикаторы высоты и азимута были заменены механическими указателями, приводящимися в действие за счет электрической разницы двух сигналов.

Не имея подходящего радара раннего предупреждения, подобного MRU британской армии, NRC также разработал вторую радиолокационную систему, известную как Индикатор положения зоны (ZPI). Он был быстро разработан с использованием базовой конструкции, скопированной с ASV Mk. II , который был поставлен в рамках усилий по началу производства радаров ASV для США ВМС и Береговой охраны . Комплекты ASV были основаны на обычной ламповой электронике и работали в диапазоне 1,5 метра, который был обычным для радаров Великобритании в начале войны. Поскольку APF работал на расстоянии 10 см, два комплекта не мешали друг другу и могли работать на расстоянии всего нескольких метров друг от друга. В ходе работы ZPI будет передавать информацию в APF, который будет использовать эту информацию для поиска целей.

Несмотря на отсутствие тесной координации с британскими коллегами, NRC завершил разработку своей версии системы GL в июне 1941 года. Первая полная демонстрация всей системы была проведена канадским официальным лицам 27 июня, а затем вновь прибывшим официальным лицам США 23 июля. В то время главный инженер Westinghouse был чрезвычайно впечатлен и заметил члену NRC, «что его компания не поверила бы, что то, что мы сделали за девять месяцев, можно было сделать за два года».

ГЛ Мк. Производство III(С)

Несмотря на отличный старт с точки зрения конструкции, производство агрегатов вскоре столкнулось с специфической канадской проблемой военного времени. Сразу после начала боевых действий генерал Эндрю Макнотон , командующий канадскими войсками в Европе, призвал правительство создать компанию для снабжения канадских войск различным оптическим оборудованием, например биноклями . их не хватало Во время Первой мировой войны , и Макнотон пытался предотвратить повторение той же проблемы. К.Д. Хоу , министр всего , создал новую корпорацию Crown Corporation , Research Enterprises Limited (REL), чтобы удовлетворить эту потребность. Когда потребность в электронике привела к необходимости создания аналогичной компании, Хоу решил расширить REL. REL доказала свою эффективность в области оптики, но когда они расширились до электроники, начались проблемы.

Первый заказ на 40 комплектов GL был размещен в январе 1941 года, еще до того, как NRC завершил разработку. За этим заказом последовало несколько дополнительных заказов из Канады, Великобритании, Австралии, Южной Африки и других стран. Сроки поставки неоднократно переносились, поскольку у REL были проблемы с выполнением нескольких ранее существовавших контрактов на другие радиолокационные системы. Первый серийный образец не сошел с конвейера REL до июля 1942 года, когда стало ясно, что существует проблема, и на подразделение электроники было оказано давление с целью ускорить поставки.

К этому моменту в январе 1942 года в Великобританию прибыл единственный прототип. Он был отправлен в канадскую армию и был замечен британскими экспертами по радарам только некоторое время спустя. Когда это произошло, система отображения, использующая механические указатели, оказалась проблемой. Теоретически это было проще и дешевле, но оно также заменяло систему, которая уже была хорошо известна по Mk. II, и потребовал от них пройти переподготовку. Другая проблема заключалась в том, что канадские конструкторы добавили систему «укладки скорости», которая сглаживала воздействие на штурвалы, что позволяло обеспечить более точное отслеживание, но это было еще одно изменение, к которому нужно было привыкнуть. Несмотря на эти проблемы, дата поставки версий для Великобритании все еще не была известна, и, вероятно, из-за давления со стороны Lindemann был размещен заказ на дополнительные 560 экземпляров, в результате чего общее количество экземпляров в Великобритании достигло 600.

Первая партия комплектов GL прибыла в Великобританию в ноябре 1942 года. Когда они прибыли, агрегаты оказались совершенно ненадежными. Это привело к перепалке между командой NRC и REL. REL пожаловалась, что NRC внесла в конструкцию более 300 заказов на внесение изменений, пока налаживалось производство. заполнение связующего. В NRC, с другой стороны, пришли к выводу, что проблема возникла исключительно по вине Р.А. Хакбуша, директора отдела электроники REL. Макнотон принял личное участие и был вынужден вызвать подполковника. У.И. Филлипс, директор REL, для личного интервью по этим вопросам. Он отметил в своем дневнике, что Филипс заявил:

...и сказал, что в эти дни наблюдается общее ухудшение нервов, люди устали и сильно потеряли контроль... Это было очень интересное интервью.

Пытаясь разобраться в ситуации, Маккензи из NRC организовал визит полковника Уоллеса в REL 11 ноября 1942 года. Уоллес начал разговаривать с людьми в цехах, и в конце концов один суперинтендант сказал ему, что Хакебуш лично приказал ему сосредоточиться на количестве, а не на качестве, чтобы системы не проверялись перед поставкой. Также стало ясно, что Хакебуш скрыл это от Филлипса в предыдущих сообщениях.

Несмотря на это, а также на продолжающиеся неудачи на местах, не было немедленно предпринято никаких действий для решения проблемы. Во время визита в Оттаву в марте 1943 года Филлипс встретился с Маккензи и Уоллесом и согласился, что проблема реальна, признав «все слабости Хакбуша и [сказав], что они собираются внести фундаментальные изменения, которые, как мы все знаем, назрели, по крайней мере, на два года». Однако по-прежнему ничего не было сделано. Лишь 2 сентября Филипс был «вынужден принять отставку [Хакбуша]». Неделю спустя Уоллес получил эту работу, хотя он также остался директором радиоотдела NRC. Когда Маккензи посетил REL 30 марта 1944 года, он сообщил, что компания полностью реорганизована.

Вдобавок к этим проблемам, REL постоянно не хватало магнетронов, которые производила General Electric в США, ЭЛТ для дисплеев или множества других обычных электронных ламп, которые использовала система. Затем, в середине разработки, Великобритания потребовала обновить систему для поддержки использования IFF . Из-за отсутствия собственного блока IFF использовались британские комплекты, которые создавали помехи ZPI, работавшим на аналогичных частотах.

Несмотря на все эти проблемы, к концу 1942 года REL поставила 314 комплектов, которые быстро заменили старые Mk. II устанавливается на огневых позициях ПВО по всей Великобритании. Базирующиеся в Великобритании НПФ составили основу направления ПВО в районе Лондона во время операции «Штайнбок» в начале 1944 года, последней согласованной немецкой бомбардировки с использованием пилотируемой авиации. Одним из первых применений III(C) в Канаде была система надводного поиска для обнаружения подводных лодок на реке Святого Лаврентия .

К 1943 году потребность в Mk. III иссякли из-за скорого прибытия единиц SCR-584 из США. Великобритания отменила свой приказ в январе 1944 года, что стало серьезным ударом по REL. Из 667 Мк. III(C) в конечном итоге были завершены, 600 из них были отправлены в Великобританию, причем около половины из них использовались в полевых условиях в Европе в качестве мобильных подразделений, а другая половина использовалась на стационарных огневых позициях в Великобритании. Небольшое количество Mk. III(C), отправленные в Австралию, оказались практически непригодными для использования в том виде, в каком они были доставлены, и их пришлось капитально перестраивать, чтобы ввести их в эксплуатацию.

ГЛ Мк. III(B) производство

Билл Уоллес управляет дальностью и пеленгом GL Mk. III во время слежения за метеозондом для Метеорологического бюро в 1950-е годы.

После того, как в апреле 1941 года была доставлена ​​первая экспериментальная установка магнетрона, BTH продолжила разработку своего Mk. III, представив модель B в июле 1941 года. Это привело к заказу на 28 прототипов ручной сборки, пять из которых были поставлены в период с декабря 1941 года по апрель 1942 года, а к концу 1942 года их осталось всего восемь. Наряду с заказом на прототипы, В июле 1941 года также был размещен заказ еще на 900 серийных моделей. Этот последний заказ был позже увеличен до 1500, 500 каждая от BTH, Standard Telephones and Cables и Ferranti . Первая из этих моделей прибыла в декабре 1942 года.

Поскольку BTH Mk. Конструкция III(B) была заморожена несколько позже, чем канадская модель. В нее был внесен ряд улучшений, которые сделали конструкцию гораздо более практичной. Главным среди этих отличий был монтаж антенн на большом металлическом столбе, роторе , который выступал через крышу к полу прицепа, где он находился в подшипнике. Вместо того, чтобы пытаться вращать микроволновые каналы, III(B) установил радиочастотные компоненты на мачте, а затем подал на них питание через обычные щетки. Это позволило антеннам на вершине мачты легко вращаться под управлением оператора, поворачивающего большой маховик. Это избавило от необходимости поворачивать всю кабину и значительно упростило лафет.

Изменился и ряд других деталей, в частности, устранена электроника, необходимая для сравнения сигналов влево/вправо и вверх/вниз, а также отсутствие системы «укладки скорости». Это уменьшило количество клапанов со 120 до 60, что было серьезной проблемой для того времени, что сделало полученную конструкцию меньше, более мобильной и примерно вдвое дешевле. Незначительным изменением стало использование тканевых чехлов, натянутых на антенну и прикрепленных к внешнему краю параболических отражателей. С установленными крышками узлы выглядят как два плоских диска, и их легко отличить от канадской версии.

Именно в этот момент вмешался Фредрик Линдманн . Его не впечатлил зенитный огонь, и он заявил, что бомбардировками домов людей, которые их производили, будет уничтожено больше немецких бомбардировщиков, чем любое количество, на которое могли рассчитывать орудия с радиолокационным наведением. для. Он предложил отменить производственный заказ, чтобы позволить британским фирмам сконцентрироваться на радаре H2S , который позволил бы британским бомбардировщикам свободно летать над Германией, и передать радары ПВО канадской модели, которая в любом случае, казалось, была доступна быстрее.

В этот момент возникла нехватка электронных ламп («ламп»), поскольку все службы Великобритании требовали новых радиолокационных систем. Фредерик Альфред Пайл , генерал, отвечающий за АА, не питал иллюзий относительно того, какое место армия занимает в списке приоритетов. Задержки затянулись, и только в конце 1943 года запасов было достаточно для полномасштабного производства.

На этом этапе был размещен второй заказ на 2000 единиц. Однако общий объем производства в 1944 году составил всего 548 комплектов. К этому времени в США начал поступать SCR-584, который был значительно лучше, чем Mk. III(B), поэтому производство намеренно замедлили. Когда производство закончилось в апреле 1945 года, всего было поставлено 876 штук. Некоторые из них также включали запросчики для IFF Mark III , которые можно отличить по двум большим штыревым антеннам, выступающим из задней крыши кабины.

В полевых условиях было замечено, что III(B) может отбивать минометные снаряды на расстоянии около 5000 ярдов (4600 м). Измерив положение снаряда в нескольких точках во время полета, можно было вычислить, откуда он был запущен.

ГЛ Мк. версии III(B)

Мк. III(B) несколько раз модернизировался в ходе производства, хотя эти более поздние версии широко известны под более поздним AA № 3 Mk. 2 имя, Мк. 1 представляет собой III(C).

Мк. В версию 2/1 добавлено автоматическое отслеживание, которое позволяло оператору зафиксироваться на цели, а затем электроника автоматически следовала за ней без дальнейшего ручного вмешательства. /2 представляла собой двухрежимную систему, дисплеи которой можно было использовать для противовоздушной обороны или в роли береговой обороны. /3 также имел отслеживание по локу, но использовал модель, разработанную командованием ПВО, а не Армейским научно-исследовательским центром радиолокации (RRDE). /5 был /2 с тем же следованием за замком, что и /3. ЗУ № 3 Мк. 2(F) представлял собой немодифицированный вариант № 3, использовавшийся Полевой армией в качестве радара обнаружения минометов .

Это был АА № 3 Mk. 2/4, что позволило добиться единственного длительного использования оригинального Mk. III дизайн. Это был зенитный пулемет № 3 Mk. 2 с дополнительной схемой, которая позволяла смещать временную развертку на расстояние, эквивалентное 30 000 ярдов (27 000 м) или 60 000 ярдов (55 000 м). Это обеспечило три набора диапазонов: от 0 до 32 000, от 30 000 до 62 000 и от 60 000 до 92 000 ярдов. Эта версия использовалась в качестве метеорологической системы для измерения ветра на высоте путем запуска метеозондов с радиолокационными отражателями , которые позволяли отслеживать их в течение длительных периодов времени. Mk.2/4 широко использовался в этой роли до конца 1950-х годов.

Другие радары GL

Солдат канадской армии с автономным экспериментальным пулеметом GL Mk. III вариант. Обратите внимание, что некоторые источники ошибочно называют это радаром «Ночной сторож» .

В то время как разработка Mk. III затянулась, армия начала ускоренную программу по разработке промежуточной системы, использующей ту же самую электронику с диапазоном 1,5 м, которая широко используется в других радарах. Известный как «Малышка Мэгги», неясно, был ли ему присвоен номер в оригинальной серии GL, хотя он был назван в новой номенклатуре как AA No. 3 Mk. 3.

Историк Королевской артиллерии отмечает, что «Малышка Мэгги» возникла на средиземноморском театре военных действий в составе 62-й зенитной бригады , которая командовала подразделениями ПВО во время вторжения союзников на Сицилию (операция «Хаски»). Он задумывался как легкая альтернатива громоздким двухкабинным самолетам GL, способным приземляться на открытые пляжи. Его передатчик, приемник, антенная решетка и рабочий дисплей , импровизированные из существующих компонентов прожекторного радара управления (SLC) и сведенные к минимуму, были размещены в одном двухколесном прицепе, буксируемом 3-тонным грузовиком. Он имел максимальную дальность обнаружения 20 000 ярдов (18 000 м) в зависимости от местоположения, а для артиллерийских целей мог отслеживаться на расстоянии от 14 000 ярдов (13 000 м) внутрь. Двенадцать комплектов были переданы тяжелым зенитным войскам, развернутым на первом этапе высадки «Хаски», и они снова использовались для высадки в Салерно ( операция «Лавина» ). Действия Малышки Мэгги в действии разочаровали не из-за каких-либо дефектов радара, а из-за механической неисправности, вызванной резким движением. Шасси прицепа было перегружено, и на крутых подъемах верхняя часть кабины задевала тягач с последующими повреждениями. Он был заброшен после Салерно.

Ряд источников утверждает, что в СССР было отправлено 50 Бэби Мэгги. То же ли это, что и отчеты 50 GL Mk. III, или если 50 «Малышек Мэгги» и еще 50 Mk. III(B) были отправлены, остается неясным. Некоторые подразделения после войны использовались в Индии для отслеживания метеозондов.

Основная статья: АА № 3 Mk. 7 радаров

Развитие Mk. III продолжалось в течение всего периода, пока находился в эксплуатации SCR-584. Это привело к созданию в 1944 году новой модели — AA No.3 Mk. 4, кодовое название «Глаксо». На последних этапах войны было произведено лишь несколько Glaxos.

Дальнейшее развитие той же конструкции под радужным кодовым названием «Голубой кедр» привело к чрезвычайно успешной конструкции, которая поступила на вооружение как AA № 3 Mk. 7. Мк. 7 продолжал использоваться в качестве основного радара наводки в Великобритании до тех пор, пока в конце 1950-х годов большие зенитные орудия не были сняты с вооружения. Мк. 7 также использовался в качестве осветителя для первой лучевой ракеты класса «земля-воздух » Brakemine .

Описание

Это описание основано на британском Mk. Модель III(B). В общих чертах Mk. III(C) будет аналогичным, за исключением деталей механического устройства прицепа и кабины.

Расположение оборудования

Мк. III был построен на базе пятитонного четырехколесного прицепа, изготовленного компанией Taskers из Андовера . Кабина была построена компанией Metro-Cammell , строителем железнодорожных вагонов. Палуба передней части Половина буксировки . прицепа была на уровне пояса, что давало место для поворота передней оси во время Сразу за колесами шасси ушло вниз, причем задняя часть оказалась ближе к земле. Основная кабина располагалась поверх этой нижней секции, а крылья обеспечивали зазор вокруг задних колес.

Антенны радара были установлены на большом металлическом столбе, выступающем из верхней части кабины. Сложная конструкция чуть выше крыши позволяла вращать антенны вертикально, управляемые рычагом, установленным за правым параболическим отражателем ( тарелкой ). Две тарелки были установлены по обе стороны от шеста с зазором между ними. Антенны IFF, если они установлены, выходили из двух верхних задних углов кабины. В более высокой передней части прицепа установлен генератор, а также деревянные ящики для хранения запчастей и инструментов.

Для подготовки к работе прицеп был припаркован на подходящей ровной площадке и заблокированы тормоза. Затем из прицепа выдвинули три выравнивающих домкрата: по одному с каждой стороны спереди, где ступенька шасси соприкасалась с кабиной, и еще один с задней части кабины. Затем домкраты были использованы для выравнивания кабины с помощью спиртовых уровней . Затем были подняты радарные тарелки, запущен генератор, и можно было начинать операцию. Вся настройка заняла около 20 минут, из них 3 минуты ушло на прогрев электроники.

Вся система, включая прицеп, весила более 9 длинных тонн (9100 кг), имела высоту 14 футов (4,3 м) с поднятыми антеннами или 12,5 футов (3,8 м) с опущенными для транспортировки, а ее высота составляла чуть более 22 футов (6,7 м). ) в длину и 9,5 футов (2,9 м) в ширину, расширяясь до 15,5 футов (4,7 м) в ширину при развернутых выравнивающих домкратах.

Детали сигнала

Система приводилась в движение генератором переменного тока с приводом от двигателя частотой 440 Гц, установленным в передней части кабины. От него питалась электроника, а также двигатель в тарелке приемника, который вращал антенну со скоростью 440 об/мин. Тот же двигатель также приводил в движение небольшой двухфазный генератор переменного тока, относительные фазы которого вращались синхронно с антенной приемника.

Передатчик состоял из одного магнетрона, первоначально мощностью 100 кВт, но в более поздних версиях до 350 кВт. Он производил импульс длительностью 1 микросекунду с той же частотой 440 Гц, что и главный генератор. Это давало частоту повторения импульсов (PRF) 440 Гц, что очень мало для радара такого типа. Для сравнения: немецкий радар «Вюрцбург» Mk. Аналог III имел PRF 3750, что обеспечивает гораздо лучший сигнал при приеме.

Приемник состоял из двух супергетеродинных блоков. В первом использовался перестраиваемый клистрон и кварцевый детектор для получения промежуточной частоты (ПЧ) 65 МГц, которая затем проходила через двухкаскадный усилитель. Затем результат был сведен к новой ПЧ 10 МГц и подан в трехкаскадный усилитель. Последний выпрямитель вырабатывал сигнал, который подавался непосредственно на отклоняющие пластины оси Y ЭЛТ.

Какой ЭЛТ подавать второй сигнал, контролировался фазой меньшего генератора переменного тока. Выходной сигнал отправлялся в распределительную коробку, которая сравнивала относительную фазу двух сигналов и отправляла его на один из четырех выходов, вращаясь сверху вниз, снизу и влево. Правый и верхний каналы пропускались через задержки.

Дисплеи и интерпретация

Консоль крупным планом, показанная выше. Верхняя ЭЛТ, на уровне глаз, отображает грубый диапазон. Металлическая проволока, используемая для установки метки, едва видна на дисплее точного диапазона под ней. Диапазон считывается по часовому индикатору справа от нижнего ЭЛТ. Индикация пеленга и высоты находится слева, за пределами кадра. Секундомер . вверху был добавлен, чтобы операторы метеорологического бюро могли точно рассчитать время своих измерений

Мк. III. Отображения высоты и пеленга будут похожи на изображения AI Mk. IV радар . Одиночный целевой всплеск можно увидеть примерно на полпути по временной шкале. На левом дисплее мигания имеют одинаковую длину, но немного длиннее на правой стороне правого дисплея. Это означает, что цель расположена по центру вертикально, но немного вправо. Большие треугольные формы слева и сверху вызваны отражениями от земли и обычно не видны, когда антенны направлены вверх.

Мк. III использовал довольно сложную систему отображения с многоэлектронно -лучевой трубкой (ЭЛТ), известную как Presentation Unit , созданную The Gramophone Company ( EMI ).

Типичные радиолокационные дисплеи той эпохи измеряли дальность путем сравнения точки возврата с ее положением на поверхности ЭЛТ. Измерение по шкале может обеспечить точность дальности порядка 200–400 ярдов (180–370 м) на Mk. III ЭЛТ диаметром 6 дюймов (15 см) имеют гораздо меньшую точность, чем необходимо для наводки орудия. Чтобы решить эту проблему, Mk. III использовал два дисплея дальности: грубый и точный. Грубый дисплей, расположенный на консоли примерно на уровне глаз, представлял собой классический дисплей А-скопа , показывающий все точки в пределах дальности действия радара, обычно 32 000 ярдов (29 000 м).

Большой маховик, выступающий из консоли примерно на уровне колена, вращал большой потенциометр , выходной сигнал которого подавался в большой конденсатор . Когда конденсатор достиг заранее выбранного напряжения, он активировал второй генератор временной развертки, установленный на 6 микросекунд, или, в случае движения радара туда и обратно, на 1000 ярдов (910 м). Выходной сигнал этой временной развертки был инвертирован и смешан с сигналом на грубом дисплее, в результате чего вдоль нижней части базовой линии появилась яркая расширенная линия, известная как стробоскоп . Когда оператор поворачивал маховик, строб перемещался взад и вперед по дисплею, позволяя выбрать конкретную цель, центрируя ее внутри стробоскопа.

Перемещение стробоскопа позволяло оператору дальности выбирать цели в пределах «окна» радиусом 1000 ярдов. Это окно заполнило дисплей точного диапазона; это также был 6-дюймовый дисплей, поэтому на нем каждый дюйм представлял около 50 метров (160 футов), что обеспечивало гораздо большую точность. Во время работы оператор постоянно поворачивал маховик, пытаясь удержать отметку точно по центру дисплея, если измерять ее по тонкой металлической проволоке, натянутой на поверхность трубки. Это позволяло обеспечить непрерывную дальность стрельбы с точностью порядка 25 ярдов (23 м), что более чем достаточно для наводки орудия. Справа от прекрасного дисплея находился механический циферблат с большим указателем, который отображал текущий диапазон, выбранный маховиком.

Еще более быстрая временная развертка длиной 4 микросекунды была активирована в центре строба. Только те сигналы в этом окне длиной 650 ярдов (590 м) отправлялись на дисплеи высоты и пеленга, поэтому на их дисплеях отображалась только одна вспышка, выбранная в стробоскопе. Это устранило необходимость в отображении курса. Вместо этого на их станциях был только эквивалент прекрасного дисплея, расположенного на уровне глаз, чтобы облегчить чтение. Свободное место дисплея на нижней панели, где обычно располагался точный дисплей, вместо этого использовалось для размещения механических циферблатов, отображающих текущий пеленг или высоту. Оператор пеленгации сидел слева от оператора дальности, а оператор высоты - слева от него. Это позволило одному оператору на дисплее дальности легко добраться до маховика пеленга, хотя колесо высоты было в некоторой степени досягаемым.

Хотя этот метод сканирования позволял точно измерить угол цели, он не указывал напрямую, в каком направлении повернуть антенну, чтобы центрировать ее – это можно было увидеть по силе нарастания и падения бликов, но на практике это было слишком быстро следовать визуально. Здесь в игру вступили электрические задержки на распределительной коробке. За счет задержки правого сигнала по сравнению с левым на результирующем изображении отображаются два пика, разделенные по горизонтали. Они будут примерно центрированы в зависимости от точности оператора диапазона. Верхняя точка была в направлении поворота; если левое пятно было больше, оператору нужно было повернуть антенну влево. отображение вверх/вниз работало так же, хотя оператору приходилось «поворачивать» изображение в голове.

Операционная техника

Учитывая ограниченный угол обзора Mk. III, максимум 10 градусов, система обычно работала в паре со вторым радаром с гораздо более широкой диаграммой направленности. В случае с АА №4 это обеспечивало полное сканирование на 360 градусов, которое отображалось на индикаторе положения в плане . Операторы этого второго радара будут определять контакты с Mk. III, которые поворачивали свою антенну в указанном направлении, а затем перемещали антенну вертикально, чтобы найти цель. Когда на дисплее грубой дальности появлялась вспышка, оператор дальности перемещал стробоскоп в нужное положение, и с этого момента все операторы непрерывно перемещали свои органы управления для обеспечения плавного отслеживания.

Регулятор диапазона был подключен к потенциометру и измерял диапазон электронным способом. Высота и азимут измерялись по физическому положению антенны. Поворот маховиков в этих положениях приводил в движение узел ротора через сельсиновые двигатели, а текущее положение передавалось обратно на дисплей оператора с помощью магнитных накладок , более известных сегодня как синхронизаторы . Выходные данные магнитных импульсов также усиливались и отправлялись на внешние разъемы, где их можно было использовать для создания дополнительных дисплеев в удаленных местах. Обычно они поступали на входы артиллерийских аналоговых компьютеров , известных как предикторы .

использование МКФ

Еще в 1940 году некоторые британские самолеты были оснащены IFF Mk. II , и к тому времени Mk. III были внедрены в 1943 году, многие самолеты были оснащены IFF Mk. III . Они состояли из установленного на самолете транспондера , который был настроен на заранее выбранную частоту и, когда он слышал сигнал на этой частоте, отправлял собственный короткий сигнал на другой заранее выбранной частоте.

ГЛ Мк. III опционально оснащался соответствующим запросчиком . Когда оператор радара нажимал кнопку, дознаватель посылал периодические сигналы на выбранной частоте через большую штыревую антенну, установленную в заднем углу кабины. Ответный сигнал транспондера был принят второй антенной в противоположном заднем углу кабины, усилен и отправлен на дисплеи. Этот сигнал смешивался с собственным приемником радара, в результате чего новый сигнал отображался прямо за меткой. Вместо резкой колоколообразной кривой , сигнал, отвечающий на вызов IFF, будет иметь прямоугольное расширение позади него, что позволит оператору легко увидеть, какие самолеты являются дружественными. На практике выбор IFF часто выполнялся поисковым радаром до того, как они передавались на GL, а приспособления IFF на GL не были универсальными.

Метеорологическое использование

Мк. Дольше всего III использовался для метеорологических измерений ветра на высоте путем отслеживания радиолокационных отражателей, подвешенных к метеозондам . Для измерения скорости рядом с указателем дальности устанавливался секундомер и показания снимались каждую минуту.

Поскольку воздушные шары часто вылетали за пределы номинальной дальности действия радара в 32 000 ярдов, эти версии были оснащены устройством расширения дальности. Это был моностабильный мультивибратор , известный как One-Shot или Kipp Relay, который запускал грубую временную развертку, смещая ее начальную точку, чтобы он срабатывал не сразу после передачи, а через выбранное время после этого. У Extender были настройки на 30 000 или 60 000 ярдов, поэтому система могла отслеживать воздушные шары в трех основных окнах: от 0 до 32 000 ярдов, от 30 000 до 62 000 и от 60 000 до 92 000.

Эти агрегаты были произведены после изменения названия и были широко известны как AA № 3 Mk. 2/4.

Ссылки

Библиография

• «Радиолокационная зенитная №3 МК.7 – Blue Cedar (Великобритания)» . Радиосообщество Даксфорда.
• AP1093D: Вводный обзор радара, часть II (PDF) . Министерство авиации. 1946 год.
• Остин, Брайан (2001). Шёнланд: учёный и солдат . ЦРК Пресс. ISBN  9781420033571 .
• Эйвери, Дональд (1998). Наука войны: канадские ученые и военные технологии союзников во время Второй мировой войны . Университет Торонто Пресс. ISBN  9780802059963 .
• Бедфорд, Лесли (июль 1946 г.). «Разработка радиолокационных приемников наводки типа GL Mk.I, GL Mk.I* и GL/EF» Журнал Института инженеров-электриков . 93 (6): 1115–1122. дои : 10.1049/ji-3a-1.1946.0199 .
• Блэквелл, Джон (1994). Choco в издательство AIF GeneralStore. ISBN  9780919431836 .
• Боуэн, Эдвард Джордж (1998). Дни радаров . ЦРК Пресс. ISBN  978-0-7503-0586-0 .
• Бернс, Рассел (2000). Жизнь и времена А. Д. Блюмлейна . ИЭПП. ISBN  9780852967737 .
• Добинсон, Колин (2001). Командование АА: Британская противовоздушная оборона во Второй мировой войне . Метуэн. ISBN  9780413765406 .
• Дзуйбан, Стэнли (1959). Военные отношения между Соединенными Штатами и Канадой, 1939–1945 гг . Департамент армии.
• Ловелл, Бернард (1991). Эхо войны: история радара H2S . ЦРК Пресс. ISBN  9780852743171 .
• Мендес, Брайан (осень 2012 г.). «Последний выживший» (PDF) . Канадский обзор IEEE . 8–10 (6): 1115–1122.
• Миддлтон, Уильям Эдгар Ноулз (1979). Физика в Национальном исследовательском совете Канады, 1929–1952 гг . Уилфрид Лорье Пресс. ISBN  9780889200722 .
• Миддлтон, Уильям Эдгар Ноулз (1981). Развитие радаров в Канаде: Радиоотделение Национального исследовательского совета . Уилфрид Лорье Пресс. ISBN  9780889201064 .
• Рагхаван, С. (2003). Радарная метеорология . Спрингер.
• Рутледж, Северо-Запад (1994). История Королевского артиллерийского полка: Зенитная артиллерия 1914–55 . Лондон: Королевский артиллерийский институт / Брасси. ISBN  1-85753-099-3 .
• Уайт, Ян (2007). История радаров воздушного перехвата (ИИ) и британских ночных истребителей 1935–1959 гг . Ручка и меч. ISBN  978-1-84415-532-3 .
• Уилкокс, Дэвид (2014). Армейский радар . Ревей Пресс.
• Циммерман, Дэвид (1996). Совершенно секретный обмен: Миссия Тизарда и научная война . McGill-Queen's Press. ISBN  9780773565975 .

Внешние ссылки

• Использование радара GL3 в метеорологическом бюро Биллом Уоллесом объясняет использование No.3 Mk.2/4 в качестве метеорологического прибора.
• Реставрация радара, зенитная артиллерийская установка No3 Mk2 , два заброшенных Mk. 2 превращаются в одну восстановленную версию.
• Радиолокационное (радарное) подразделение GL III(c) содержит ряд изображений военного времени канадского подразделения, тренирующегося на Mk. III.
• В этом письме представлено полное описание GL Mk. III оборудованная площадка ПВО.