РЛС AI Mark VIII

ИИ Мк. быстрый

ИИ Мк. VIIIA в носовой части Bristol Beaufighter
Страна происхождения	Великобритания
Представлено	1941  ( 1941 )
Тип	Перехват самолетов
Частота	3,3 ГГц ( диапазон S )
ПРФ	2500 пакетов в секунду (930 для маяков)
Ширина луча	~12°
Ширина импульса	1 мкс (3 мкс для маяков)
об/мин	1020
Диапазон	От 400 до 30 000 футов (120–9 140 м)
Высота	500 футов (150 м) и выше
Диаметр	28 дюймов (71 см)
Азимут	45° в обе стороны
Высота	45° вверх и вниз
Точность	От 1 до 3° вперед, меньше в стороны
Власть	25 кВт
Другие имена	АРИ 5093, АРИ 5049 (Мк. VII)

Радар, самолет перехвата, Mark VIII или AI Mk. Короче говоря, VIII был первым действующим микроволновым радаром класса «воздух-воздух» . Он использовался Королевских ВВС ночными истребителями с конца 1941 года до конца Второй мировой войны . Основная концепция использования движущейся параболической антенны для поиска целей и их точного сопровождения оставалась в использовании большинством бортовых радаров вплоть до 1980-х годов.

Разработка на низком уровне началась в 1939 году, но значительно ускорилась после появления магнетрона с резонатором в начале 1940 года. Он работал на длине волны 9,1 см (3 ГГц), что намного короче длины волны 1,5 м более раннего AI Mk. IV . Более короткие длины волн позволили использовать меньшие по размеру и гораздо более направленные антенны. Мк. IV был ослеплен отражениями от земли от его широкой диаграммы направленности, из-за чего было невозможно увидеть цели, летящие на малых высотах. Мк. VIII мог избежать этого, удерживая антенну направленной вверх, что позволяло ей видеть любой самолет на горизонте или над ним.

Проект только начал формироваться в конце 1941 года, когда Люфтваффе начали атаки на малых высотах. Прототип Mk. VII, поступил на вооружение Bristol Beaufighter в ноябре 1941 года. Небольшое количество таких самолетов было отправлено в подразделения по всей Великобритании для обеспечения прикрытия на малых высотах, в то время как Mk. Самолеты с оснащением IV работали на больших высотах. После небольшого пробега улучшенного Mk. VIIIA, окончательный Mk. VIII появился в начале 1942 года и предлагал более высокую мощность, а также множество обновлений электроники и корпуса. Он появился как раз в тот момент, когда темпы производства De Havilland Mosquito начали улучшаться, быстро вытеснив подразделения Beaufighter в эскадрильях Королевских ВВС. Мк. Оснащенный VIII «Москито» будет лучшим ночным истребителем с 1943 года до конца войны.

Мк. VIII породил ряд вариантов, в частности AI Mk. IX, который включал функцию блокировки для облегчения перехвата. Ряд событий, в том числе смертельный инцидент с дружественным огнем , сильно задержал запуск Mk. IX, что он так и не поступил на вооружение. В конце войны многие британские самолеты приняли на вооружение американские SCR-720 под названием AI Mk. X. Он работал по тем же общим принципам, что и Mk. VIII, но использовалась другая система отображения, дающая ряд преимуществ. Разработка базовой системы продолжалась, и Mk. В конечном итоге IX ненадолго вновь появился в весьма продвинутой форме под названием AI.17 в 1950-х годах.

Разработка

Предыдущая работа

Avro Anson K8758 использовался для испытаний радиолокационных систем. Обнаружение кораблей Королевского флота в плохую погоду стало предвестником уничтожения немецких подводных лодок.

Основополагающий эксперимент Давентри 1935 года доказал, что базовая концепция радара осуществима, и привел к быстрому созданию Экспериментальной станции Министерства авиации (AMES) в Боудси-Мэнор для их разработки. Основной задачей команды AMES была разработка и развертывание системы Chain Home (CH), обеспечивающей раннее предупреждение о рейдах, приближающихся к Великобритании. По мере роста команды работа диверсифицировалась, и к 1938 году несколько команд работали и над другими проектами.

Одна из первых подобных попыток возникла из-за опасений Генри Тизарда по поводу потенциальной эффективности Chain Home. Он считал, что Люфтваффе настолько сильно пострадает от наземной системы перехвата Королевских ВВС , что перейдут на роль ночных бомбардировщиков. Ночью летчик-истребитель мог видеть цель на расстоянии примерно 1000 ярдов (910 м), а точность Chain Home и связанная с ней система Даудинга не могли обеспечить. Обеспокоенность Тизарда позже была поднята Робертом Уотсон-Ваттом на встрече за круглым столом в пабе Crown and Castle. «Тэффи» Боуэн предложил заняться разработкой новой системы, которую можно было бы установить на самолеты, чтобы сократить расстояние между направлением CH и дальностью видимости в ночное время.

длина антенны должна быть примерно равна длине волны радиосигнала Согласно физике радиопередачи, для достижения разумного усиления . Полуволновой диполь с двумя полюсами, каждый из которых составляет примерно четверть длины сигнала, является особенно распространенным решением. CH работал на расстоянии от 10 до 50 м в зависимости от версии, а это означало, что антенны должны были иметь длину не менее 5–10 метров (16–33 футов), что делало его совершенно непрактичным для использования на самолете. Боуэн начал разработку новой системы, работающей на более коротких длинах волн, сначала на длине волны 6,7 м после работы британской армии , а затем, наконец, остановился на длине волны 1,5 м, практическом пределе доступных технологий. Это стало известно как радар перехвата самолетов (ИИ) и было основным направлением работы Боуэна с 1936 по 1940 год.

При тестировании первой установки диаметром 1,5 м команда не смогла обнаружить ни одного самолета, но легко обнаружила крупные объекты, такие как краны и корабли, на близлежащих пристанях. Дальнейшие эксперименты продемонстрировали способность подбирать корабли в море, что привело к живой демонстрации, где команда смогла выследить крупные корабли Королевского флота в ужасную погоду. Это вызвало немедленный интерес со стороны Берегового командования Королевских ВВС , которое рассматривало это как способ обнаружения вражеских кораблей и подводных лодок , а также со стороны британской армии , которая была заинтересована в использовании радаров для ведения огня по судам в Ла-Манше . Работа над системой использования ИИ в основном завершилась.

Разработка искусственного интеллекта

Bristol Beaufighter, оснащенный Mk. IV радар был первым в мире по-настоящему эффективным ночным истребителем. В этом примере «Пэдди» Грин сбил семь самолетов Оси за три ночи.

Лишь в 1939 году, когда война явно приближалась, команда снова вернулась к работе над искусственным интеллектом. По сравнению с успешным и быстрым развитием противокорабельных радаров, команда столкнулась с постоянным потоком проблем в системах «воздух-воздух». Было две основные проблемы: отсутствие максимальной дальности, что затрудняло поиск целей, и отсутствие минимальной дальности, из-за которой пилоту было трудно увидеть цель до того, как она станет невидимой для радара.

Как и «Цепной дом», радар ИИ посылал мощный полунаправленный импульс, освещая все небо перед собой. Эхосигналы от самолетов будут приниматься несколькими направленными антеннами, и путем сравнения мощности сигнала от каждой из них можно будет определить направление цели. Однако это также означало, что сигнал достиг земли и отразился от нее, создавая настолько мощный отраженный сигнал, что он подавлял приемник независимо от того, где была расположена антенна. Поскольку этот сигнал должен был пройти путь до земли и обратно, на дисплее он отображал линию на указанной дальности, равной высоте полета самолета. Полет на высоте 15 000 футов (4,6 км), типичной высоте для немецких бомбардировщиков, означал, что все, что находится за пределами 3 миль (4,8 км), было незаметно в шуме. Это оставляло мало дальности для обнаружения цели.

Более сложной проблемой была невозможность обнаружения целей на близком расстоянии. Сигнал передатчика было трудно резко прервать, и он все еще передавал слабый сигнал, когда начали приниматься отражения от близлежащих целей. Более того, мощный сигнал имел тенденцию проникать к приемнику, заставляя его некоторое время колебаться, заглушая ближайшие цели. Эти эффекты ограничивали минимальную дальность полета до 800 футов (240 м) в лучшем случае, то есть на самом пределе зрения пилота в ночное время. Были предприняты попытки решить эту проблему, и Боуэн и Хэнбери Браун были убеждены, что у них есть работоспособное решение.

Однако Министерство авиации настолько отчаянно хотело ввести ИИ в эксплуатацию, что использовало команду в качестве производственной базы, заставив их вручную устанавливать на самолет прототип Mk. III, которые нигде не были готовы к оперативному использованию. Пока эти комплекты были отправлены в эскадрильи, дальнейшая работа по разработке решения «большого спора о минимальной дальности» закончилась. Позже Артур Теддер признал, что это была «фатальная ошибка».

Ранняя работа в микроволновой печи

Воздушно-десантная группа экспериментировала с микроволновыми системами еще в 1938 году, обнаружив, что подходящее расположение RCA желудевых трубок может работать на длинах волн всего 30 см. Однако у них была очень низкая выходная мощность, и, кроме того, электроника приемника была не очень чувствительна на этих частотах. Это привело к очень короткой дальности обнаружения, что по существу бесполезно. Группа на время отказалась от дальнейшей разработки, и Боуэн описал, что инженеры какое-то время игнорировали эту тему.

Тем не менее, давление со стороны Адмиралтейства заставляло всех помнить о микроволнах. Хотя 1,5-метровые установки были хороши для обнаружения более крупных кораблей, они не могли эффективно видеть более мелкие объекты, такие как боевые рубки подводных лодок . Это произошло по той же причине, по которой антенны должны быть примерно такого же размера, как длина волны; чтобы обеспечить разумное отражение, объекты должны быть в несколько раз больше длины волны. Адмиралтейство имело преимущество в том, что управляло усилиями Великобритании по разработке электронных ламп в рамках Комитета по разработке коммуникационных клапанов (CVD) и могло продолжить разработку подходящих ламп.

Боуэн и его коллега из Адмиралтейского управления сигналов (ASE), канадский эрудит Чарльз Райт , встретились в Боудси весной или летом 1939 года и рассмотрели вопрос о микроволновом радаре перехвата самолетов. Боуэн согласился, что основная проблема с ограничениями дальности действия наборов искусственного интеллекта заключалась в передаче, напоминающей прожектор, и что простой способ исправить это — сузить луч, сосредоточив мощность на меньшей площади. Он пришел к выводу, что ширина луча в 10 градусов поможет. Учитывая, что в носовой части самолета можно было разместить радиолокационную антенну диаметром около 30 дюймов (76 см), желательна была антенна с опорами короче 15 см, а если эта антенна должна была перемещаться внутри носовой части для слежения, 10 см (~3 см) ГГц) было бы идеально. Это полностью соответствовало требованиям Райта к корабельной системе, способной обнаруживать подводные лодки и имеющей достаточно маленькую антенну, чтобы ее можно было установить на небольших эскортных судах.

Поскольку обе силы желали иметь систему диаметром 10 см, Тизард в ноябре 1939 года посетил компании General Electric (GEC) Херст-исследовательский центр на Уэмбли, чтобы обсудить этот вопрос. Некоторое время спустя Ватт совершил личный визит, в результате которого 29 декабря 1939 года был заключен контракт на поставку микроволнового радара искусственного интеллекта. За этим последовало заключение CVD контракта на поставку подходящей арматуры с Бирмингемским университетом . Боуэн организовал январскую встречу между GEC и EMI для координации работы в области ИИ, что привело к дальнейшему сотрудничеству.

Бирмингемскую группу возглавлял Марк Олифант , ранее работавший в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, но недавно переехавший в Бирмингем, чтобы основать лабораторию Наффилда . Команда решила основать свои усилия по разработке на концепции клистрона . Клистрон был представлен братьями Вариан в Стэнфордском университете в 1936 году, но имел относительно низкую выходную мощность. Команда Олифанта начала применять новые технологии изготовления ламп, и к концу 1939 года у них была лампа, способная выдавать 400 Вт.

АИС начинается

Уотт переехал в штаб-квартиру Министерства авиации в Лондоне, а Альберт Персиваль Роу взял на себя управление радиолокационными группами в Боудси. У него были непростые отношения с Боуэном и многими другими сотрудниками AMES. В начале войны все здание AMES было переведено из Боудси в заранее оговоренное место в Данди. Выбор Данди во многом был обусловлен тем, что университет был альма-матер Уотта . Он приложил мало усилий для подготовки университета к использованию AMES, и ректор был удивлен, когда они однажды прибыли совершенно неожиданно. Свободных мест почти не было, поскольку студенты и преподаватели вернулись с летних каникул. Группу искусственного интеллекта отправили на небольшой аэродром в Перте, который находился в нескольких милях отсюда и был довольно маленьким. Оба места были совершенно непригодны для работы, и бригады постоянно жаловались.

В феврале 1940 года Роу начал организовывать новую команду ИИ во главе с Гербертом Скиннером . Скиннер поручил Бернарду Ловеллу и Алану Ллойду Ходжкину рассмотреть вопрос о конструкции антенн для микроволновых радаров. 5 марта их пригласили в лаборатории GEC, чтобы увидеть прогресс в разработке радара на основе трубок VT90, который к этому времени был доведен до полезного уровня мощности на длинах волн 50 см.

Получив клистрон малой мощности в качестве источника микроволнового излучения, Ловелл и Ходжкин начали экспериментировать с рупорными антеннами , которые обеспечивали значительно более высокую угловую точность, чем антенны Яги, используемые на Mk. IV. Вместо того, чтобы транслировать радиолокационный сигнал на всю переднюю полусферу самолета и прослушивать эхо отовсюду в этом объеме, эта система позволит использовать радар как фонарик , направленный в направлении наблюдения. Это также будет иметь побочный эффект, позволяя радару избегать отражений от земли, просто направив антенну в сторону от земли. При ширине луча 10 градусов горизонтальная антенна все равно будет создавать направленный вниз сигнал, в данном случае около 5 градусов. Если бы самолет летел на высоте 1000 футов (305 м), луч не коснулся бы земли до тех пор, пока он не окажется на расстоянии примерно 995 футов (303 м) перед самолетом, оставляя некоторое пространство для обнаружения даже самых низко летящих целей. Ловелл смог изготовить рожки с необходимой точностью в 10 градусов, но их длина превышала 1 ярд (91 см), что делало их непригодными для установки на истребитель.

По предложению Скиннера 11 июня 1940 года они экспериментировали с параболическим тарельчатым отражателем за дипольной антенной. Они обнаружили, что он обеспечивает аналогичную точность, но имеет глубину всего 20 сантиметров (7,9 дюйма) и легко помещается в носовой части истребителя. На следующий день Ловелл экспериментировал с перемещением диполя вперед и назад перед отражателем и обнаружил, что это заставляет луч перемещаться на целых 8 градусов при перемещении на 5 см. решено». Последующие эксперименты с антенной, произведенной лондонской алюминиевой компанией, продемонстрировали способность перемещать луч на целых 25 градусов, прежде чем он искажался.

После нескольких месяцев в Данди Роу наконец согласился с тем, что жилье непригодно, и начал планировать переезд в новое место на южном побережье недалеко от Уорт-Матраверса . В мае 1940 года, вскоре после распада первоначальной команды ИИ, Скиннер переехал вместе с рядом ученых из Данди, а также бывшими членами команды ИИ Ловеллом и Ходжкином. Они поселились в хижинах в Сент-Олбанс-Хед , недалеко от Уорт-Матраверс.

Резонаторный магнетрон

Этот оригинальный магнетрон диаметром около 10 см произвел революцию в разработке радаров.

Пока группа Олифанта пыталась повысить мощность своих клистронов, они также рассматривали альтернативные варианты устройства. Двум исследователям в команде, Джону Рэндаллу и Гарри Буту , было поручено сделать одну такую ​​адаптацию, но быстро стало ясно, что это не помогает делу. Им оставалось мало что делать, и они решили рассмотреть альтернативные подходы к проблеме.

Все микроволновые генераторы того времени работали по схожим принципам; электроны отрывались от катода к аноду в дальнем конце трубки. По пути они проходили один или несколько резонаторов , по сути, полых медных колец с прорезью по внутреннему краю. Когда электроны проходили через щель, они вызывали резонанс внутри кольца на радиочастотах, которые можно было воспринимать как сигнал. Частоту можно было регулировать, контролируя скорость электронов (посредством приложенного напряжения ) или изменяя размеры резонатора.

Проблема с этим подходом заключалась в том, что в резонаторах вырабатывалось достаточно энергии. Когда электрон проходил через отверстие в резонаторе, он отдавал часть своей энергии в виде радиоволн, но лишь в небольшом количестве. Чтобы генерировать полезное количество радиоэнергии, электронам приходилось либо проходить через резонаторы несколько раз, чтобы в общей сложности передать больше энергии, либо приходилось использовать огромные электронные токи. Однокамерные клистроны, подобные тем, которые использовались в то время, должны были идти по последнему пути, и их было трудно изготовить в форме с полезной выходной мощностью при разумной входной мощности.

Рэндалл и Бут начали рассматривать решения с несколькими резонаторами, но в результате получились очень длинные и совершенно непрактичные трубки. Затем вспомнили, что проволочные петли с зазором в них также будут резонировать таким же образом, и этот эффект впервые заметил в самых ранних экспериментах Генрих Герц . Используя такие петли, можно было создать резонатор, который располагался бы рядом с потоком электронов, а не был бы обернут вокруг него. Если бы электронный луч затем был модифицирован так, чтобы он двигался по кругу, а не по прямой линии, он мог бы неоднократно проходить серию таких петель. Это привело бы к выделению гораздо большего количества энергии в полостях, оставаясь при этом относительно компактными.

Чтобы создать круговое движение, они использовали другую концепцию, известную как магнетрон. Магнетрон, по сути, представляет собой диод , который использует магнитное поле для управления путем электронов от катода к аноду вместо более распространенного решения в виде электрически заряженной сетки. Первоначально это было изобретено как способ избежать патентов на трубки на основе сетки, но оказалось непрактичным в этой роли. Последующие исследования отметили способность магнетрона создавать небольшие уровни микроволн при определенных условиях, но развитие в этом направлении лишь остановилось.

Объединив концепцию магнетрона с петлями резонатора, созданными путем сверления отверстий в твердой меди (идея из работы У. В. Хансена по клистронам), они сконструировали модельную версию того, что они назвали магнетроном с резонансной полостью. Они поместили его в стеклянный корпус, вакуумированный внешним вакуумным насосом , и поместили всю сборку между полюсами мощного подковообразного магнита , который заставлял электроны изгибаться по круговой траектории.

Впервые опробовав ее 21 февраля 1940 года, лампа сразу же начала производить микроволны мощностью 400 Вт с частотой 10 см (3 ГГц). Через несколько дней они заметили, что из-за этого люминесцентные лампы по всей комнате загорелись . Быстрые расчеты показали, что это означает, что лампа вырабатывала около 500 Вт, что уже превосходило клистроны. За несколько недель они увеличили мощность более 1000 Вт. Основная команда Бирмингема отказалась от клистрона и начала работу над этим новым магнетроном с резонатором, и к лету у него были образцы мощностью 15 кВт. В апреле GEC рассказали о своей работе и спросили, могут ли они улучшить конструкцию.

Первый магнетронный радар

Этот маркер был установлен на месте бывшего здания AMRE в Сент-Олбанс-Хед.

22 мая Филип Ди поехал посетить магнетронную лабораторию, но ему запретили рассказать об этом кому-либо еще из группы AIS. Он просто написал, что видел клистрон и магнетроны лаборатории, но не уточнил, что магнетрон представляет собой совершенно новую конструкцию. Он предоставил Ловеллу гораздо более мощный клистрон с водяным охлаждением, который можно было использовать в качестве испытательного источника для работы антенны, которая проходила в ветхих условиях. Это было проблематичное устройство, поскольку нити накала, нагревающие катод, имели тенденцию постоянно перегорать, что требовало отключения системы от водоснабжения, расгерметизации, ремонта и повторной сборки. В описании Ди от 13 июня отмечается:

Всякий раз, когда я выхожу из лаборатории, а Скиннеру приходится это делать, он забывает выключить воду, прежде чем отсоединить охлаждающие трубки, в результате чего я стою внутри. 1/2 Глубина воды составляет дюйма , а вода на скамейке примерно такой же глубины, но ее поверхность несколько смягчена плавающими окурками, чайными листьями, банановыми шкурками и т. д.

Скиннер также привел Ди в бешенство своим необычным методом проверки правильности работы клистрона, используя выходной провод для прикуривания сигарет.

GEC работала над созданием полностью герметичной версии магнетрона, в отличие от версии, в которой использовался внешний вакуумный насос. Изобретев новый метод герметизации с использованием золотой проволоки и приспособив патронник револьвера Кольта в качестве шаблона для сверления, они произвели E1188 в начале июля 1940 года. Он производил ту же мощность, что и оригинальная модель Randall-Boot, около 1 кВт на расстоянии около 10 см. За несколько недель они внесли два усовершенствования: увеличили количество резонаторов с шести до восьми и заменили катод на версию с оксидным покрытием. Получившийся E1189 был способен генерировать мощность 10 кВт на расстоянии 9,1 см, что на порядок лучше, чем любое существующее микроволновое устройство. Второй E1189 был отправлен в лабораторию AMRE, которая получила его 19 июля.

Первый E1189 в конечном итоге отправится в США в августе в рамках миссии Тизард . К весне 1940 года Боуэн все больше отодвигался на второй план в области искусственного интеллекта из-за продолжающихся сражений с Роу. Ватт, реагируя на эти проблемы, объявил о реорганизации команд ИИ, исключив Боуэна из состава. Затем Боуэн присоединился к миссии Тизард, тайно перевозя E1189 в сейфе, пока не представил его к большому одобрению делегатов США, у которых не было ничего подобного. В конечном итоге это вызвало некоторую путаницу, поскольку предположительно совпадающие чертежи на самом деле относились к исходной шестикамерной версии.

Ловелл продолжил работу над конструкцией серийной антенны с использованием клистронов и завершил эту работу 22 июля. Затем команда начала адаптировать различные части оборудования для совместной работы в качестве единого радара на основе магнетрона. Дж. Р. Аткинсон и У. Э. Берчем, оба посланные в команду AIS из Кавендишской лаборатории Кембриджского университета , изготовили импульсный источник питания, а Скиннер и А. Г. Уорд, также из Кавендиша, работали над приемником. В то время у команды не было решения по переключению антенны с режима передачи на прием, поэтому сначала они использовали две антенны, расположенные рядом: одну на передатчике и одну на приемнике.

8 августа они экспериментировали с этой установкой, когда получили сигнал из близлежащей рыбацкой хижины. Поскольку антенна все еще была направлена ​​в том же направлении, они случайно обнаружили самолет, пролетевший мимо этого места в 18:00 12 августа. На следующий день Ди, Уотт и Роу были рядом, но из-за отсутствия подходящего самолета команда вместо этого продемонстрировала систему, обнаружив отражения от жестяного листа, который держал Рег Батт, едущий на велосипеде по близлежащему утесу. После демонстрации способности радара подавлять отраженные сигналы от земли и обнаруживать цели практически на нулевой высоте интерес к 1,5-метровым системам начал угасать.

В какой-то момент в июле или августе Ди был назначен ответственным за разработку практического набора диаметром 10 см, который теперь был известен под названием AIS, S, что означает «сантиметровый калибр» . Ди начал жаловаться всем, кто хотел слушать, на тот факт, что и его команда, и GEC разрабатывают, по сути, одно и то же решение: AIS использует 10-сантиметровый магнетрон, а GEC использует трубки Micropup , которые теперь были улучшены до такой степени, что работа при 25 см. см было возможно. 22 августа 1940 года группа GEC посетила лабораторию AIS, где команда AIS продемонстрировала систему, обнаружив Fairey Battle легкий бомбардировщик на расстоянии 2 миль (3,2 км), несмотря на то, что он находился в хвосте радара. Это было намного лучше, чем набор GEC. Вскоре после этого Роу получил приказ из офиса Уотта передать всю разработку AIS в руки Ди.

Боковая линия GL

Дом Лисона значительно отличался от хижин, которые они раньше занимали, но команда ИИ пробыла здесь всего восемнадцать месяцев, прежде чем снова переехать.

В этот момент команда искусственного интеллекта была переведена из своего места в Сент-Олбане в новое, в бывшей школе для девочек, Лисон-Хаус , недалеко от Лэнгтон-Матраверс . На месте пришлось построить новую лабораторию, что привело к дальнейшим задержкам, но к концу лета 1940 года магнетронная система на новом объекте уже эффективно работала.

Между тем, армия была очень впечатлена характеристиками экспериментальных установок калибра 25 см и заинтересовалась их использованием в качестве дальномера в радаре наведения орудия . Операторы будут направлять радар на цели, указанные им поисковыми радарами, и с этого момента радиолокационная информация будет передаваться на аналоговые компьютеры, которые наводят орудия. Ограниченная мощность 25-см комплекта в данном случае не вызывала серьезного беспокойства, поскольку дальность стрельбы была относительно небольшой, а цели - относительно большими. Экспериментальный институт противовоздушной обороны (ADEE) армии работал над этим, используя конструкцию клистрона из Бирмингема и британской компании Thomson-Houston (BTH) в качестве своего промышленного партнера.

По словам Ди, в сентябре 1940 года, когда Роу услышал об этом, он попытался взять на себя управление проектом. После встречи 22 сентября с Филипом Жубером де ла Ферте Роу сформировал команду GL под руководством Д.М. Робинсона, используя нескольких членов команды AIS, сказав им, что им придется сосредоточиться на проблеме GL в течение следующего месяца или двух. Это привело к усилению трений между Ди и Роу, и особенно между правой рукой Роу, Льюисом. Ди утверждал, что Роу «воспользовался этой возможностью, чтобы попытаться украсть проблему GL у ADEE» и что «только Ходжкин спокойно занимается АИС, а Ловелл и Уорд, к счастью, заняты основной работой с антеннами и приемниками и поэтому относительно его не беспокоит этот новый лоскут».

По словам Ловелла, это не было таким большим нарушением, как полагал Ди; в некоторой степени работы по клистрону в Бирмингеме были инициированы армией для целей GL, поэтому было не совсем справедливо жаловаться на то, что они теперь используют его именно для этой цели. Основной задачей Ловелла в этот период была разработка системы конического сканирования , которая во много раз улучшала точность луча радара, достаточную для того, чтобы ее можно было использовать непосредственно для наведения орудий (то есть примерно с той же точностью, что и оптические приборы). На самом деле это не требовало особых усилий и было бы полезно для любой сантиметровой РЛС, включая АИС.

Вскоре после этого, 21 октября, Эдгар Ладлоу-Хьюитт команду посетил , 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 записку, в которой говорилось, что за последние 19 дней система работала только два 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 дело 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.

Хотя проект вскоре вышел из-под контроля AMRE, разработка в BTH продолжалась. В январе 1941 года Министерство снабжения изменило спецификацию на магнетрон, что потребовало дальнейшей разработки, но создало версию с гораздо большей дальностью действия и полезностью. Лишь 31 мая первый комплект был доставлен для испытаний, после чего информация о системе была передана канадским и американским фирмам для строительства. Канадские версии в конечном итоге были использованы как GL Mk. III , а американская команда Радиационной лаборатории добавила в свою версию функцию автоматического сканирования, чтобы создать превосходный радар SCR-584 .

Сканирование

Поскольку группа AIS снова полностью сосредоточила свое внимание на задаче перехвата самолетов, они к этому времени создали полноценную радиолокационную систему. Однако систему можно было использовать только как фонарик, направленный в направлении цели. Это было хорошо для наведения орудия, но чтобы быть полезным в роли перехвата, система должна была иметь возможность находить цель в любом месте перед истребителем. Команда начала рассматривать различные способы сканирования луча радара для выполнения функции поиска.

Команда сначала рассмотрела возможность вращения антенны радара вокруг вертикальной оси, а затем наклона антенны вверх и вниз на несколько градусов при каждом полном обороте. Вертикальное движение можно сгладить, если двигаться непрерывно, а не пошагово, создавая спиральный узор. Однако у этого решения спирального сканирования было два недостатка; Во-первых, тарелка половину времени была направлена ​​назад, что ограничивало количество энергии, передаваемой вперед, а во-вторых, требовалось, чтобы микроволновая энергия каким-то образом направлялась на антенну через вращающийся канал. На общем собрании 25 октября, на котором присутствовали Ди, Ходжкин и члены группы GEC в лабораториях GEC, было принято решение продолжить использование решения спирального сканирования, несмотря на эти проблемы. Компания GEC решила проблему отключения сигнала в половине случаев, используя две антенны, установленные спина к спине, и переключив выход магнетрона на ту, которая в этот момент была обращена вперед. Первоначально они предполагали, что система будет готова к декабрю 1940 года, но по мере продвижения работ стало ясно, что это займет гораздо больше времени.

По счастливой случайности в июле 1940 года Ходжкин познакомился с А.В. Уитакером из Nash & Thompson , наиболее известным своими работами над турелями с электроприводом. Они начали говорить о проблеме сканирования, и Ходжкин описал свое текущее решение: перемещать диполь в центре параболы вверх и вниз, одновременно перемещая саму параболу вправо и влево. Ходжкин не был убежден, что это хорошее решение, и его правильность оказалась доказана, когда Уитакер построил свою первую версию такой системы в ноябре. Они обнаружили, что эти два движения в совокупности вызывают огромные вибрации во всей системе. Ловелл и Ходжкин рассмотрели проблему и пришли к идее заставить параболический отражатель вращаться вокруг оси, идущей от носовой части самолета, очерчивая круги. Путем плавного увеличения угла отражателя по отношению к передней оси при продолжающемся круговом движении конечный эффект представлял собой спиральное сканирование. Уитакер смог быстро построить такую ​​систему, сканируя конусообразную область под углом 45 градусов по обе стороны от носа.

Системы спирального и спирального сканирования давали совершенно разные изображения на основе одних и тех же базовых данных. В системе спирального сканирования антенна радара двигалась горизонтально, создавая серию полос по экрану при сканировании вверх и вниз, так что последующие строки находились выше или ниже последнего прохода. Это создало дисплей с растровой разверткой , мало чем отличающийся от телевизора. Эхо привело к тому, что сигнал стал ярче, образуя пятно или мигание на дисплее. Местоположение метки указывало направление к цели относительно носа истребителя, представленное центральной точкой дисплея. Чем дальше точка находилась от центра экрана, тем дальше цель находилась от центральной линии. На таком дисплее диапазон напрямую не указывался.

Напротив, система спиральных банок по существу представляла собой вращающуюся версию обычного дисплея А-скопа. В A-прицеле генератор временной развертки перемещает луч ЭЛТ по экрану по горизонтали, а значки указывают расстояние до цели вдоль линии, на которую в данный момент направлен радар. Единственная разница для спирального сканирования заключалась в том, что линия больше не была всегда горизонтальной, а вращалась вокруг поверхности дисплея с той же скоростью, что и тарелка. Мигания на экране теперь обозначали два значения: угол цели относительно центральной линии и дальность до цели, представленную расстоянием от центра. Что было потеряно в этом отображении, так это прямое указание величины угла от центра; точка в правом верхнем углу указывала на то, что цель находилась в этом направлении, но не указывала прямо, отклонилась ли она на пять, десять или двадцать градусов.

Позже выяснилось, что спиральное сканирование действительно предоставляет информацию об отклонении от угла благодаря простой геометрии и времени. Поскольку луч радара имел конечную ширину, около пяти градусов, он мог видеть некоторую отдачу, даже если цель не была в центре луча. Цель, расположенная далеко от центральной линии, будет освещена только в том случае, если тарелка будет направлена ​​в этом направлении и быстро вращается от нее. Результат в виде короткой дуги на дисплее длиной около 10 градусов. Цель, расположенная ближе к центру, скажем, на пять градусов влево, будет сильно освещена, когда антенна будет направлена ​​влево, но все же получит слабый сигнал, даже когда она будет направлена ​​вправо. Это означало, что он производил переменную отдачу почти на протяжении всего вращения, создавая гораздо более длинную дугу или полный круг, если цель была прямо впереди.

Дальнейшее развитие

Лампа Саттона в конечном итоге решила две сложные проблемы для команды AIS, действуя одновременно как гетеродин и как высокоскоростной переключатель.

В ожидании прибытия сканера осенью 1940 года AMRE заказало поставку самолета с какой-то радиопрозрачной носовой частью. Компания Indestructo Glass предложила использовать плексиглас толщиной 8 миллиметров (0,31 дюйма) , в то время как команда AMRE предпочла композитный материал из полистироловой ткани и египетского хлопка, связанного фенолформальдегидной смолой (клеем, используемым в бакелите ), или аналогичным композитом смолы на бумажной основе. . Решение из плексигласа было выбрано, и в декабре 1940 года Bristol Blenheim N3522 , ночной истребитель, адаптация Blenheim V, прибыл на ВВС Великобритании в Крайстчерче ближайший подходящий аэродром . Пришлось предпринять ряд попыток, чтобы успешно установить носовую часть на испытательный самолет. Лишь весной 1941 года Indestructo поставила подходящие обтекатели, и проблемы с монтажом были полностью решены.

Пока эта работа продвигалась, команды продолжали разработку базовой системы. Берчем и Аткинсон продолжили разработку секции передатчика, пытаясь генерировать очень короткие импульсы энергии для питания магнетрона. В конце концов они остановились на решении с использованием двух ламп, тиратрона и пентода , которые производили импульсы длительностью 1 мкс при мощности 15 кВт. Компания GEC предпочла конструкцию с использованием одного тиратрона, но в конечном итоге от нее отказались в пользу конструкции AMRE. Дальнейшие работы довели эту систему до 50 кВт, производя 10 кВт микроволн с частотой повторения импульсов 2500 циклов в секунду.

Скиннер взялся за задачу разработки подходящего кристаллического детектора , которая, по сути, заключалась в бесконечных испытаниях разных кристаллов; Ловелл отметил, что «неизгладимым воспоминанием о днях в Уорте и Лисоне является Скиннер, сигарета которого свисает изо рта, полностью поглощенный бесконечным постукиванием пальца по кристаллу, пока ус не нашел чувствительное место, дающее наилучшие характеристики». Это привело к использованию вольфрамового нитевидного кристалла на кремниевом стекле, запечатанного в стеклянную трубку, заполненную воском. Команда Олифанта в Бирмингеме продолжила эти эксперименты и разработала версию с запечатанной капсулой.

С радиоприемником оказалась более сложная проблема. Вначале они решили использовать ту же базовую систему ствольной коробки, что и более ранний Mk. IV радар. Первоначально это был телевизионный приемник, разработанный компанией Pye Ltd. для приема передач BBC на частоте 45 МГц. Он был адаптирован под МК. IV ~200 МГц, используя его в качестве промежуточной частоты каскада супергетеродинной системы. Для этого они добавили еще одну лампу, которая снизила частоту радара со 193 МГц до 45 МГц. Теоретически это должно быть так же легко адаптировано к частоте 3 ГГц AIS, используя аналогичное решение. Проблема заключалась в том, что частота магнетрона имела тенденцию дрейфовать, в небольших пределах от импульса к импульсу и в гораздо большей степени при нагревании и охлаждении. Любой вид понижения фиксированной частоты, подобный тому, который используется в Mk. IV не сработает. Попробовав различные конструкции на основе клистронов и магнетронов старого типа, они в конце концов сдались.

Решение было предложено известным экспертом по трубкам Робертом Саттоном из Адмиралтейского института сигналов. Для этой цели он разработал новую трубку, сегодня известную как трубка Саттона , но в то время более широко известную как рефлекторный клистрон. По сути, это был обычный двухрезонаторный клистрон с удаленной одной полостью. В оставшуюся полость подавалась небольшая часть выходного сигнала магнетрона, в результате чего проходящие мимо него электроны принимали форму радиосигнала (это основа всех клистронов). Обычно они затем проходят через второй резонатор, где выходной сигнал будет сниматься, но в трубке Саттона электроны вместо этого приближаются к высоковольтной пластине, которая отражает их обратно к источнику. Тщательно контролируя напряжение отражателя, электроны прибудут, набрав или потеряв контролируемую скорость, тем самым вызывая сигнал другой частоты в резонаторе, когда они пройдут через него во второй раз. Комбинация исходной и новой частоты создала новый сигнал, который был отправлен на обычный приемник. Саттон представил образец мощностью 300 мВт в октябре 1940 года.

Осталась одна проблема — необходимость двух антенн для вещания и приема. Ловелл попытался найти решение, используя два диполя перед общим параболическим отражателем, разделенными металлическим диском диаметром 5 дюймов (13 см), но обнаружил, что через него просачивается достаточно сигнала, чтобы вызвать перегорание кристаллических детекторов в приемниках. 30 декабря 1940 года Ди отметил, что никакого решения в этом направлении найдено не было и что, несмотря на все усилия, кристаллы все же продержались всего несколько часов. Другое решение было предложено Эпсли из GEC, который использовал настроенную схему из двух искровых разрядников и фиктивных нагрузок для отключения входа приемника, используя собственный сигнал магнетрона в качестве сигнала переключения. Это сработало, но ¾ выходного сигнала потерялось в коммутаторе. Несмотря на эту проблему, в феврале 1941 года команда решила принять его на вооружение Бленхейма.

Летные испытания

сканеры компаний GEC и Nash & Thompson . В январе 1941 года в Лисон для испытаний прибыли Самолет все еще оснащался обтекателем, поэтому команда нашла время, чтобы протестировать оба устройства лицом к лицу и посмотреть, есть ли у одного из них явное преимущество с точки зрения интерпретации дисплея. На скамейке запасных наблюдение за работой спирального сканера вызывало у команды различные результаты. Позже Ди написал:

Надо признаться, что когда персонал ВВС Великобритании в Крайстчерче увидел первую систему сканирования искусственного интеллекта, установленную на самолете, усомнились в здравомыслии ученых. Прежде чем система достигла скорости вращения, большей, чем мог уловить глаз, можно было наблюдать, как она вращается в любопытной неравномерной манере с единственным очевидным желанием вообще вырваться из самолета.

К марту 1941 года первый блок АИС был готов к летным испытаниям. Он был установлен на Blenheim N3522 под обтекателем ранней модели с деревянной усиливающей лентой. Ходжкин и Эдвардс совершили на нем свой первый полет 10 марта, и после небольших проблем со взрывателями они смогли обнаружить целевой самолет на высоте от 5000 до 7000 футов (1,5–2,1 км) и высоте около 2500 футов (760 м). , высота, на которой Mk. IV будет иметь дальность действия всего 2500 футов. Используя Битву в качестве цели, они вскоре достигли 2–3 миль (3,2–4,8 км). Испытания прототипа продолжались до октября, и его осматривали непрерывные парады высокопоставленных гражданских лиц и военных наблюдателей.

Сначала минимальная дальность действия составляла более 1000 футов (300 м) против требований Королевских ВВС в 500 футов (150 м). Два члена команды AIS, Эдвардс и Даунинг, работали над этой проблемой более шести месяцев, прежде чем надежно уменьшить ее примерно до 200–500 футов (61–152 м). Это представляло собой значительный прогресс по сравнению с AI Mk. IV, который все еще находился на высоте около 800 футов или больше. К этому времени Министерство авиации решило запустить систему в производство в августе 1941 года как AIS Mk. I, позже переименованный в AI Mk. VII.

Первоначально команда предсказала, что практическая дальность обнаружения системы будет порядка 10 миль (16 км), но ей так и не удалось расшириться за пределы 3 миль. Во многом это произошло из-за неэффективной системы, используемой для отключения приемника во время импульса передачи, что приводило к потере большей части радиоэнергии. Эту последнюю часть головоломки предложил Артур Кук, который предложил использовать трубку Саттона, наполненную разбавленным газом, в качестве переключателя, заменяя систему искрового разрядника. Во время передачи мощность магнетрона вызывала ионизацию газа, создавая почти идеальное радиозеркало, которое предотвращало бы попадание сигнала на выход. Когда импульс закончится, газ быстро деионизируется, позволяя сигналам проходить через полость (или вокруг нее) и достигать выхода. Скиннер вместе с Уордом и Старром взялся за разработку концепции, сначала опробовав гелий и водород. но в конечном итоге остановился на небольшом количестве водяного пара и аргона. Получившаяся конструкция, известная как мягкая трубка Саттона , была запущена в производство под названием CV43, а первые образцы поступили летом 1941 года.

Это тестирование также продемонстрировало две неожиданные и, в конечном счете, очень полезные особенности системы спирального сканирования. Во-первых, поскольку диаграмма сканирования пересекала землю, когда антенна была направлена ​​вниз, отраженные сигналы от земли создавали серию изогнутых полос вдоль нижней части дисплея. Это образовало аналог искусственного горизонта , который операторы радаров нашли чрезвычайно полезным в бою, поскольку они могли сразу увидеть, правильно ли пилот реагирует на их команды. Различные члены команды отмечают, что были удивлены таким результатом, отмечая, что эффект был очевиден в ретроспективе и его следовало предсказать.

Другим сюрпризом было то, что отражения от земли вызывали ложный сигнал, который всегда появлялся на том же расстоянии, что и текущая высота самолета, независимо от того, куда была направлена ​​антенна. Это было во многом так же, как и Mk. IV, но в этом случае сигнал был намного слабее, когда тарелка не была направлена ​​вниз. Вместо стены шума на высоте полета самолета сигнал вызвал слабый звон, оставив видимыми цели с обеих сторон. Первоначально кольцо было очень широким из-за отражений не только непосредственно под самолетом, но и дальше. После нескольких месяцев работы Ходжкину и Эдвардсу удалось обеспечить настройку, которая приглушала более слабые сигналы, оставляя резкий звон, указывающий высоту самолета. Это также было полезным индикатором для операторов, поскольку они могли видеть, что находятся на той же высоте, что и цель, когда кольцо перекрывало точку цели.

Наконец, команда заметила, что система часто создает ложное эхо во время сильных ливней. и сразу же был замечен потенциал использования этого в качестве погодной системы. Однако они были уверены, что более короткие волны, подобные тем, с которыми экспериментировали в X-диапазоне, будут иметь большее взаимодействие, и в то время это больше не рассматривалось.

Дальнейшее развитие

Успешное обнаружение HMS Sea Lion системой АИС означало гибель немецкого флота подводных лодок. К 1943 году самолеты Берегового командования с сантиметровыми радарами ASV могли выслеживать подводные лодки, даже небольшие части которых находились над водой.

Летом оригинальный экспериментальный комплекс использовался в серии экспериментов против подводных лодок. Первый состоялся 30 апреля 1941 года против HMS Sea Lion , а второй 10–12 августа против ORP Sokół . Это ясно продемонстрировало, что АИС действительно могла обнаружить подводные лодки с открытой только боевой рубкой, как и надеялось Адмиралтейство. Это привело к заказам на радары класса «воздух-поверхность» (ASV) на базе электроники AIS.

Второй Blenheim, V6000 , стал доступен для дополнительного тестирования. Команда начала использовать этот самолет в качестве испытательного стенда для альтернативных решений сканирования, оставив исходный N3522 со спиральной системой сканирования. Одним из первых испытаний было использование системы ручного сканирования вместо спиральной или спиральной системы, что позволяло оператору сканировать небо, используя элементы управления на своих приемниках. Как только цель была найдена, они могли щелкнуть переключателем, и система автоматически отслеживала эту цель с этой точки. После значительных усилий они решили, что эта концепция просто не работает и что механические системы сканирования являются лучшим решением.

Затем команда начала сравнивать производительность и простоту использования спиральных и спиральных сканеров, при этом спиральная система GEC была установлена ​​в V6000 . После обширных испытаний, проведенных Джорджем Эдвардсом и О'Кейном из GEC, они не пришли к твердому выводу, какая система лучше. Дальнейшие работы над этими системами закончились, поскольку возникла необходимость установки Mk. Части VII, численность которых теперь увеличивалась, стали насущными. По-видимому, это также является причиной того, что версии для США, известные как SCR-520, в значительной степени игнорировались после того, как зимой они разрабатывались с невероятной скоростью. Боуэн, который к этому моменту вернулся из США, отмечает, что во время спешки с установкой возникла путаница.

Mk. VII

С возвращением лучшей погоды весной 1941 года Люфтваффе начали наращивать свою ночную бомбардировочную кампанию « Блиц» . К этому времени ряд изменений в группах ночных истребителей должен был значительно улучшить эффективность обороны. Наряду с увеличением количества истребителей Beaufighter Mk. IV стали доступны первые наземные РЛС перехвата, что значительно повысило эффективность организации перехвата. Потери ночных истребителей продолжали расти всю весну, примерно удваиваясь каждый месяц, пока Люфтваффе не отменили Блиц в конце мая.

В этот период немцы заметили, что самолеты, сбрасывающие мины в порты и реки, почти всегда успешно возвращаются. Во время выполнения своих задач эти самолеты летали на малых высотах, обычно менее 5000 футов (1,5 км). Вскоре они начали этим пользоваться, выбирая цели вблизи побережья и всю миссию пролетая на малых высотах. Причина их успеха была связана прежде всего с тем, что самый низкий угол обнаружения радара CH составлял около 1,5 градусов над горизонтом, а это означало, что самолет мог подойти довольно близко, прежде чем его обнаружат, оставляя мало или совсем не имея времени для организации перехвата. Уотт смог быстро отреагировать на эту угрозу, взяв на себя поставки радаров британской армии, первоначально разработанных для обнаружения кораблей в Ла-Манше, установив их на высоких мачтах, чтобы обеспечить длинный горизонт, и переименовав их в Chain Home Low (CHL). CHL был эффективен на высоте примерно до 500 футов (150 м).

В то время как CHL обеспечила обнаружение рейда, Mk. Ночные истребители, оснащенные IV, были бессильны остановить их. На высоте 5000 футов (1500 м) вероятность увидеть цель была практически равна нулю. Комплекты AIS идеально подходили для устранения этого пробела, что привело к срочной программе их ввода в эксплуатацию как можно быстрее. Контракт на 100 прототипов ручной сборки был заказан у GEC в мае 1941 года и получил название AI Mk. VII. В конце июля Шолто Дуглас приказал установить четыре комплекта со всеми скоростями для обеспечения работоспособности испытательных установок.

К этому моменту Ди начал попытки установить систему на предполагаемую платформу Bristol Beaufighter . Ходжкину было поручено убедить Бристоль предоставить пример установки обтекателя, но он обнаружил, что инженер, отвечающий за мастерскую, не хотел этого делать. Последовало давление на высоком уровне со стороны Ди и других, и X7579 был быстро адаптирован и прибыл в Крайстчерч в сентябре 1941 года. В то время Mk. VII состоял из большого количества довольно крупных ящиков с оборудованием, совершенно непригодных для производственного использования, и Ходжкин выразил удивление тем, насколько хорошо, несмотря на это, продвигались работы. Самолет был готов к испытаниям 2 октября.

Американское соревнование

Бывший канадский Boeing 247 D, DZ203 , широко использовался во время войны для испытаний американских радиолокационных систем в Великобритании.

Боуэн остался в США после миссии Тизард и сыграл важную роль в создании радиационной лаборатории Массачусетского технологического института, прогресс которой к ноябрю 1940 года он назвал «замечательным». Боуэн начал работу с RadLab над так называемым Проектом 1 — разработкой радара с искусственным интеллектом на основе магнетрона, аналогичного прототипу AIS. Их первая система, в целом похожая на установку спирального сканирования GEC, была готова к испытаниям в феврале 1941 года и была установлена ​​на носовой части бомбардировщика Douglas B-18 Bolo . Впервые он совершил полет 10 марта, в тот же день, когда первый комплект AIS совершил полет в Великобритании. Во время этого полета Боуэн оценил максимальную дальность полета в 10 миль, а на обратном пути они пролетели мимо военно-морских верфей в Нью-Лондоне, штат Коннектикут , и обнаружили надводную подводную лодку на расстоянии примерно 4–5 миль (6,4–8,0 км).

Услышав об этом представлении, Хью Даудинг , который в то время находился с визитом в США, захотел увидеть его своими глазами. 29 апреля, после обнаружения самолета-мишени на расстоянии примерно 2–3 миль (3,2–4,8 км), Даудинг еще раз спросил Боуэна о минимальной дальности, которая, как они продемонстрировали, составляет около 500 футов (150 м). Даудинг был впечатлен, и перед отъездом в Великобританию встретился со своим коллегой Джеймсом Чейни , рассказав ему о характеристиках системы и настояв на ее немедленной разработке для покупки ВВС Великобритании.

Western Electric получила контракт на поставку еще пяти агрегатов со всей поспешностью под названием АИ-10. Один из них останется у Western Electric, другой у Bell Telephone, один заменит первоначальный комплект в B-18, другой будет отправлен в Национальный исследовательский совет (NRC) в Канаде, а последний отправлен в Великобританию. Первоначально британская копия должна была быть установлена ​​либо на Douglas A-20 Havoc , либо на модель RAF, известную как Boston, но ни один из этих самолетов не был доступен. Вместо этого канадский NRC поставил авиалайнер Boeing 247 , который после тестовой установки был разобран и отправлен в Великобританию. Он прибыл в RAF Ford, 14 августа был пересобран как DZ203 и прошел широкие испытания, в основном ко всеобщему удовлетворению.

АИ-10 по своим характеристикам был аналогичен системам АИС той же модели, но Боуэн не обнаружил у ВВС сильного желания купить это устройство. Это объясняется рядом факторов, в том числе переутомлением команды AMRE, устанавливающей собственное оборудование, а также синдромом «не изобретенного здесь» . Однако основной причиной, по-видимому, являются две технические проблемы. Во-первых, система не отображала дальность напрямую, и ее пришлось переключить в отдельный режим отображения, который был описан как практически бесполезный. Более того, набор был слишком большим, чтобы его можно было легко поместить в Beaufighter, поскольку он был разработан для гораздо большего Havoc (P-70) или даже более крупного Northrop P-61 Black Widow .

США продолжили работу над АИ-10 и запустили его в производство как SCR-520. SCR-520-B, использовавшийся в P-70, весил 600 фунтов (270 кг), распределенный по шести единицам, самая большая из которых имела сторону около 1 ярда (0,91 м). Усилия по разработке уменьшенной версии привели к созданию немного меньшего SCR-720-A, а затем к окончательному SCR-720, в остальном аналогичному по характеристикам 520, но намного меньшему и уменьшенному до всего 412 фунтов (187 кг).

Мк. VII в эксплуатацию

Beaufighter X7579 добился первого успеха в области микроволновой радиолокационной системы.

Как Мк. VII прибыли в октябре и ноябре 1941 года, самолеты были установлены в Крайстчерче, а затем отправлены в подразделение перехвата истребителей (ПФР). ПФР взяло на себя обязанности ряда разрозненных экспериментальных подразделений и централизовало всю деятельность по испытательным полетам для истребительного командования. Этот процесс в конечном итоге дошел до полета SD, и 10 ноября они переехали в RAF Ford , после чего Крайстчерч снова стал вспомогательным полем для RAF Hurn .

Вновь организованное подразделение финансовой разведки совершило полет на X7579 впервые с прототипом AIS 30 ноября, а испытания продолжатся до 14 декабря. Во время одного из испытательных полетов 12 декабря операторы наткнулись на бомбардировщик Junkers Ju 88, патрулировавший минный патруль над устьем Темзы. Экипаж решил продолжить атаку, повредив Ju 88 и заставив масло из двигателей цели разбрызгаться по лобовому стеклу. Они приземлились без проблем и отпраздновали первый успех AIS. К 15 мая общее количество этих прототипов составило семь уничтоженных и многие поврежденные.

Мк. VII со временем появились в ограниченном количестве. Даже в опытной эксплуатации установки показали себя отличными системами. В отчете, составленном ПФР, отмечается, что они доставляли значительно меньше проблем, чем более ранние версии Mk. IV на той же стадии развития. Они настаивали на том, чтобы две эскадрильи были укомплектованы как можно скорее.

ПФР добилось своего первого успеха с серийным Mk. VII в ночь с 5 на 6 июня 1942 года, когда истребитель Beaufighter поймал Dornier Do 217 над устьем Темзы и сбил его. Однако в целом внедрение Mk. VII совпал со снижением активности Люфтваффе , но системы продолжали одерживать случайные победы над низколетящими самолетами. В конце концов, Мк. Действия VII над Великобританией и в Средиземноморье одержат 100 побед, по одной на каждый изготовленный комплект.

Мк. VIII

К моменту появления экспериментального Mk. Начали поступать подразделения VII, окончательные Mk. Серийная версия VIII находилась на стадии изучения. Одной из наиболее актуальных проблем была необходимость значительного уменьшения размеров и сложности радиолокационной установки, почти полностью заполнявшей кормовую часть «Бофайтера». Другой проблемой было желание начать использовать новые лампы Саттона для переключения, что, как ожидалось, значительно увеличит дальность действия системы. Также желательным был какой-то способ использовать IFF и радиомаяки с системами AIS, поскольку предыдущие транспондеры были намеренно разработаны для прослушивания и ответа на исходный AI Mk. IV частоты около 193 МГц.

Проблема транспондеров обострялась до появления AIS. IFF работал на основе небольшого набора приемников и передатчиков, который слушал импульсы от радара и производил передачу маломощных импульсов на той же частоте, но с небольшой задержкой. Сигнал вернулся на самолет, оснащенный радаром, вместе с исходным радиолокационным сигналом. Когда эти два сигнала были усилены и отображены, сигнал IFF заставил пятно, видимое на экране радара, растянуться. Первоначальная радиолокационная система диаметром 1,5 м к этому времени была адаптирована для широкого спектра задач, включая AI, ASV, и служила основой как для CHL, так и для новых радаров AMES Type 7 GCI. Чтобы избежать проблем с помехами, каждый из них работал на немного разных частотах, примерно от 180 до 210 МГц. Военно-морской флот и армия добавили свои варианты. МКФ Мк. II , изначально разработанный как ответ на Mk. IV, приходилось неоднократно модифицировать, чтобы он реагировал на новые радиолокационные частоты, и ни одна из многих моделей не могла реагировать на все эти частоты.

Решение заключалось в том, чтобы выбрать единую частоту для работы всех транспондеров IFF, независимо от того, какой может быть собственная частота радиолокационной системы. Выбранная частота составила 180 МГц, что немного ниже самой низкой из существующих 1,5-метровых радаров. Радиотранспондер был настроен только на эту частоту, а не сам радар. В состав радиолокационной системы также добавилась отдельная радиосистема для передачи и приема этих импульсов — запросчик . Когда оператор радара нажимал кнопку на консоли, следователь начинал посылать импульсы, синхронизированные с импульсами радара. Затем блок IFF на самолете-мишени ответил импульсами того же времени. Выходной сигнал приемника дознавателя смешивался с сигналом радара, в результате чего вспышка продолжалась, как и раньше. Когда это было добавлено к дисплею спирального сканирования, вместо растягивания блика сигнал IFF появлялся в виде серии коротких сегментов линии, идущих наружу от середины дисплея, в виде восхода солнца .

По неизвестным причинам команда не решила использовать ту же систему для использования радиомаяков, что и в Mk. IV. Вместо этого на встречах 13 и 14 июля 1941 года Ходжкин и Клегг решили использовать для этой цели собственную частоту радара. Для этого потребуются новые транспондеры на земле для поддержки ночных истребителей, оснащенных АИС. Радар также был адаптирован: добавлен переключатель, который изменял частоту повторения импульсов с 2500 до 930 Гц, увеличивая максимальную дальность действия до 100 миль (160 км). Чтобы компенсировать тот факт, что отправлялось меньше импульсов, ширина импульса была увеличена, и два импульса отправлялись один за другим, поэтому общая излучаемая мощность не менялась.

Кроме того, за этот период команда магнетронов в Бирмингеме совершила прорыв. Одна из проблем магнетрона заключалась в том, что каждый импульс вызывал несколько разные колебания внутри каждого резонатора, иногда мешая друг другу. В некоторых шаблонах, особенно в режиме «пи» , сигналы суммировались, и трубка становилась намного более эффективной. Джеймс Сэйерс обнаружил, что если между чередующимися лепестками полостей магнетрона пропустить металлическую полоску, то предпочтение будет отдано пи-режиму. Это позволило значительно повысить уровень мощности, и компания GEC начала производство нового CV64, рассчитанного на мощность до 50 кВт. Они были известны как привязанные магнетроны .

Наконец, к этому времени британские электроники разработали средства для создания маломощных импульсов чрезвычайно короткой длительности, которые использовались для создания электронных весов на тех же дисплеях. Поскольку эти линии шкалы рисовались с использованием тех же сигналов, что и основные импульсы радара, они всегда были идеально синхронизированы с радаром, обеспечивая точные измерения расстояний без необходимости калибровки внешней механической шкалы. Система, принятая для Mk. VIII рисовал круги каждые 2 мили (3,2 км) до максимальной длины 8 миль (13 км). Для поздних стадий перехвата был введен новый режим отображения, в котором PRF увеличен и дисплей расширен до 2 миль (3,2 км), при этом шкала генерирует круги с интервалом 2000 футов (610 м).

План производства

Благодаря успеху AIS и Mk. VII, появились планы перевооружить всю группу ночных истребителей Mk. VIII. Был разработан трехэтапный план. На первом этапе GEC построит 500 комплектов промежуточного Mk. Стандарт VIIIA, поставка в конце 1942 года. Они могли использоваться с предназначенными для них сантиметровыми маяками, но не включали систему IFF. был отправлен заказ на 1500 комплектов с новой производственной линии В компанию EKCO , которая вносит любые изменения, необходимые для решения проблем, обнаруженных во время Mk. Производство и использование VIIIA, а также поддержка IFF. Наконец, последней версией станет Mk. VIIIB, который включал более широкий спектр режимов радиомаяка и IFF, который будет запущен в производственную линию, как только они будут готовы. К сожалению, как заметил Ходжкин:

Оказалось, что между EKCO и GEC существует серьезная конкуренция, и каждая фирма была полна решимости разработать AI Mk. VIII по-своему, тогда как в ВВС Великобритании справедливо считали необходимым иметь идентичные комплекты оборудования. Причина участия двух фирм заключалась в том, что руководители TRE, Ди, Скиннер и Льюис, считали, что GEC всегда будет тянуть время, потому что она страстно желала реализовать свой 20-сантиметровый проект, и что единственный способ сдвинуть дело с мертвой точки — это ввести некоторая конкуренция в системе.

Первый Mk. VIIIA прибыл в Крайстчерч в марте 1942 года, но, похоже, не был передан в ПФР. В этот момент вся разработка сантиметровых радаров оказалась втянутой в новые опасения по поводу растущей эффективности средств радиоразведки Люфтваффе и защиты ночных истребителей. В июне 1942 года были замечены первые доказательства того, что немцы глушат 1,5-метровые радары, и это привело к призыву группы АИС помочь доставить Mk. VIIIA на вооружение как можно скорее, тем самым еще раз отложив разработку улучшенных версий.

Еще один ход

Малверн был еще более внушительным, чем Боудси, и, наконец, стал подходящим местом внутри страны.

В феврале 1942 года немецкие линкоры «Шарнхорст» и «Гнейзенау» бежали из Бреста, Франция , в пролив Ла-Манш , оставаясь незамеченными, пока не оказались далеко в Ла-Манше. Немецкие сухопутные войска в течение нескольких недель постепенно увеличивали помехи британским радарам, и британские операторы не осознавали, что это происходит. После этого лорд Маунтбаттен и Уинстон Черчилль одобрили планы рейда на немецкую радиолокационную станцию ​​в Брюневале , недалеко от Гавра . В ходе рейда «Байтинг» были захвачены немецкая радиолокационная система «Вюрцбург» и оператор радара.

В последующие недели британские власти были обеспокоены тем, что немцы ответят тем же. Когда разведка сообщила о прибытии немецкого парашютно-десантного батальона через Ла-Манш, Роу получил приказ перебросить это подразделение со всей поспешностью. Задача найти подходящее место в конечном итоге выпала на долю Спенсера Фримена из Службы экстренной помощи. Фримен начал просматривать списки школ и частично построенных больниц, составленные Министерством строительства и строительства, но ни один из них не показался подходящим. Ожидая воздушного налета в Бристоле, Фримен вспомнил, как кто-то упомянул колледж Малверн . Первоначально он был отведен для использования Адмиралтейством на случай, если они будут вынуждены покинуть Лондон, но к этому времени угроза вторжения уже не казалась непосредственной, и это место больше не требовалось для их использования.

Когда команда посетила школу в апреле, они, к своей радости, обнаружили, что она пуста. Однако это произошло только потому, что студенты были на пасхальных каникулах и вскоре вернулись. Директор Х. Гонт был обеспокоен загадочным прибытием 25 апреля многочисленных правительственных инспекторов, которые ушли, ничего им не сказав. Когда он связался с Министерством труда и планирования, ему сообщили, что в школу переедет правительственное ведомство, что вынудило его переселить учеников во второй раз за два года.

ADRDE, армейская группа, разрабатывающая радары для наведения артиллерийских орудий и радары раннего предупреждения, установленные на грузовиках, переехала на это место в мае и была переименована в Научно-исследовательский центр радиолокации в процессе (RRDE). Вскоре к ним присоединились элементы AMRE, который также был переименован в Исследовательский институт телекоммуникаций (TRE). После прибытия команды разработали план установки первых шести комплектов искусственного интеллекта на близлежащих ВВС Великобритании в Деффорде под наблюдением монтажников Королевских ВВС, после чего самолет будет доставлен на две действующие монтажные станции, чтобы служить образцом для новых комплектов по мере их прибытия. . Эта система в конечном итоге оказалась очень успешной: в пиковые сроки поставлялось 80 самолетов в месяц.

Окно

Связки окон выпадают из Авро Ланкастера во время рейда на Дуйсбург .

борьба между истребительным командованием и бомбардировочным командованием В то же время назревала . Бомбардировочное командование наращивало свою кампанию, но несло все большие потери из-за Йозефа Каммхубера все более эффективной обороны . Они начали добиваться разрешения на использование «мякины» , известной в Великобритании под кодовым названием « Окно» , которая в ходе испытаний продемонстрировала свою способность ослеплять радиолокационные системы. Начальник авиации Чарльз Фредерик Алдженон Портер приказал бомбардировочному командованию начать использовать окно 4 апреля 1942 года, но отменил это командование 5 мая под давлением Шолто Дугласа. Дуглас отметил, что немцы смогут скопировать окно, как только увидят его в первый раз, и было бы неразумно использовать его, пока его влияние на собственные радары Великобритании не будет лучше изучено.

Под руководством Фредерика Линдеманна провел обширную серию исследований Дерек Джексон в Королевских ВВС Колтишолл . Начиная с сентября, самолеты Mk. IV и Мк. VII прошли испытания против окна в серии из 30 полетов. Ко всеобщему ужасу, Джексон пришел к выводу, что Mk. Оказалось, что на дисплей спирального сканирования VII окно влияет больше, чем на более простой дисплей Mk. IV. Узнав о результатах, Дуглас написал записку в министерство авиации с просьбой отложить окно до тех пор, пока не будут разработаны новые радары, которые не будут столь восприимчивы к его последствиям.

Одним из интересных совпадений войны было то, что немцы уже разработали свою собственную версию соломы под кодовым названием Düppel и испытали ее под Берлином и над Балтикой. Однако Герман Геринг был обеспокоен тем, что, если они будут использовать Düppel над Великобританией, Королевские ВВС быстро скопируют эту концепцию и используют ее против них. Поскольку флот бомбардировочного командования быстро рос, результаты, вероятно, были в значительной степени в пользу Королевских ВВС. Научившись на прошлых ошибках, когда произошла утечка старых материалов, Геринг уничтожил большую часть документов по Дюппелю .

Оперативное обслуживание

Мк. VIIIA в эксплуатации

Установка на De Havilland Mosquito , подобная этой NF.XIII HK382 29-й эскадрильи, использовала обтекатель с наперстком , который требовал снятия четырех пулеметов, ранее находившихся в этом месте.

Первые десять экземпляров Mk. VIIIA с производственной линии GEC прибыл в первую неделю декабря 1942 года. Они были быстро установлены и отправлены в оперативные эскадрильи, которые использовали их в миссиях на малых высотах вместе с самолетами Mk. IV, которые совершали боевые вылеты по высотным целям. Первый успех Mk. VIIIA произошла в ночь с 20 на 21 января 1943 года, когда самолет ПФР поймал Do 217 над Темзой и сбил его в огне после упорного и маневренного боя.

В этот период Люфтваффе начало усиливать свои бомбардировочные подразделения во Франции, чтобы начать налеты в отместку за растущую кампанию бомбардировок Королевских ВВС. Ряд новых самолетов, в частности модели K и M Do 217 и модель A-14 Ju 88, были переданы Luftflotte 3 , у которой к концу 1942 года было около 60 самолетов каждого типа. Они совершили свой первый налет. в ночь с 17 на 18 января 1943 года, но на этот раз встретил отряд с новыми радарами GL на прожекторах и несколькими новыми радарами GCI, направляющими ночные истребители. Пять из 118 самолетов, участвовавших в налете, были сбиты, три из них - при помощи прожекторов. Против этой угрозы существующий Beaufighter с AI Mk. IV оказался достаточным.

Но помимо бомбардировщиков Luftflotte 3 несколько Focke-Wulf Fw 190 также организовала для бомбардировок . Их стали использовать для дневных налетов как истребители-бомбардировщики , или «Джабос» . После нескольких попыток с некоторыми потерями силы Джабо также перешли к ночной роли. Даже при его экономичной крейсерской скорости ранним Beaufighter было практически невозможно догнать этот самолет. Серия рейдов в апреле прошла без препятствий, и самой большой угрозой для нападавшего были несчастные случаи при приземлении или потеря и приземление на базах Королевских ВВС, что случалось несколько раз. Хотя силы Джабо были способны нанести небольшой ущерб, ВВС Великобритании отреагировали быстрым введением новых самолетов, таких как Beaufighter VI, и как можно быстрее оснастили их новыми радарами. Однако эти самолеты имели небольшое преимущество в скорости перед FW и не подходили для выполнения поставленной задачи.

Более убедительное решение проблемы Джабо только что появилось. Еще в июле 1942 года Mosquito Mk. II DD715 был модифицирован для использования в ночных истребителях за счет установки новой конструкции носовой части и Mk. РЛС VIIIA. Для этого потребовалось убрать четыре пулемета «Браунинг», ранее занимавшие носовую часть, оставив только 20-мм пушки «Испано» в брюхе . После испытаний еще 97 Mk. II переоборудовались таким образом, начиная с сентября 1942 года. Специально построенная версия ночного истребителя Mosquito FB.VI, NF.XII, начала прибывать с линии фронта в феврале 1943 года. Когда немецкие истребители вернулись в ночь на 16/17 мая 85-я эскадрилья была расположена на их перехвате и сбила пять « Джабо» . Операции против Джабо в последующие месяцы были столь же успешными, и кампания Джабо была свернута.

Мк. VIII на вооружении

Характерный обтекатель наперстка особенно хорошо виден на этом изображении Mosquito NF.XII в снегу в B51/Лилль-Вандевиль, Франция.

Первый предсерийный Mk. VIII прибыл 21 декабря 1942 года и был приспособлен к Beaufighter, что выявило необходимость ряда модификаций. Несмотря на использование магнетрона, который был в десять раз мощнее, чем предыдущие модели, нормальная дальность обнаружения оставалась небольшой, около 4 миль (6,4 км). Модифицированные версии начали поступать в больших количествах начиная с мая. По мере наращивания производства эти наборы преимущественно отправлялись компании Mosquitoes, численность которой значительно выросла в конце лета. К этому времени налеты Джабо на крупные цели прекратились, а Люфтваффе начали свою крупнейшую кампанию по минированию за всю войну. За сентябрь и октябрь Люфтваффе . при постановке мин было уничтожено 37 самолетов

Этот период войны характеризовался постоянно растущими масштабами и мощью налетов бомбардировочного командования на Германию и попытками Люфтваффе последующими защититься от этих разрушительных налетов. на Налеты Люфтваффе . Великобританию значительно сократились, за исключением работ по добыче полезных ископаемых Это дало группам ночных истребителей Королевских ВВС время отдохнуть и перевооружиться, заменив свои старые Beaufighter и Mosquitos новыми самолетами, в основном новыми Mosquito NF.XII с Mk. VIII. Оставался вопрос, что делать с Mk. IV, многие из которых обрели новую жизнь в качестве злоумышленников, используя новые радар-детекторы Serrate .

Операция Козерог

Эта воронка и обломки — все, что осталось от Ju 188E-1, сбитого Mk. Оснащенный VIII Mosquito NF.XII из 488-й эскадрильи RNZAF в ночь на 21 марта 1944 года, недалеко от разгара рейдов Стейнбока .

Этот Mosquito NF.XVII из 85-й эскадрильи был покрыт горящим маслом и обломками Юнкерса Ju 188, сбитого ими в ночь с 23 на 24 марта.

В начале 1944 года Люфтваффе « предприняло последнюю попытку стратегических бомбардировок Великобритании: операцию Штайнбок» . Luftflotte 3 собрала флот из 474 бомбардировщиков, включая новейшие Junkers Ju 188 и Heinkel He 177 , а также дополнительное количество Messerschmitt Me 410 тяжелых истребителей в роли джабо . Они впервые использовали Düppel , свою версию окна, в крупномасштабной атаке. Кроме того, некоторые самолеты имели навигационную систему Truhe , копию британской Gee , а также собственную систему Y-Gerät, хотя было известно, что она может быть заглушена.

К этому времени ВВС реорганизовались в рамках подготовки к операции «Оверлорд» и перевели многие из своих истребителей во 2-ю тактическую воздушную армию . Эти самолеты, пригодные для обороны, были реорганизованы в воссозданную организацию ПВО Великобритании (ADGB). ADGB почти полностью был оснащен Mosquito NF.XII, XIII и XVII, оснащенным Mk. VIII и некоторые Mk. X (см. ниже) радары. Однако многие из этих самолетов были задействованы для других задач, некоторые подразделения находились на переоборудовании, и всего на вооружении имелось около 65 ночных истребителей.

Первоначально запланированный на декабрь, из-за множества проблем первый рейд Стейнбока был отложен до ночи с 21 на 22 января 1944 года. Используя все уловки, разработанные британскими ВВС, следопыты Люфтваффе сбросили белые сигнальные ракеты вдоль маршрута и обозначили Лондон зеленым цветом. На протяжении всего рейда нападавшие сбросили большое количество «Дюппеля» , который успешно заглушил радары диапазона 1,5 м. Недавно было развернуто несколько новых сантиметровых комплектов, которые могли продолжать направлять истребителей в меру своих возможностей, учитывая перегрузку операторов. «Москиты» ADGB заявили, что уничтожено или возможно уничтожено 16 бомбардировщиков, а новая зенитная артиллерия с сантиметровым наведением добавила еще 9. Еще 18 немецких самолетов так и не вернулись, потерявшись или разбившись при приземлении. Это составляло около 10% атакующей силы 447 бомбардировщиков. Такого рода коэффициент обмена потерь был выше, чем Люфтваффе обычно удавалось достичь против Королевских ВВС, и достаточно велик, чтобы продолжение миссий с такими потерями быстро истощило бы силы. За все эти усилия бомбардировщики сбросили на город в общей сложности всего 30 тонн, в результате чего 14 человек были убиты и 74 ранены, что составляет лишь небольшую часть ночной нагрузки во время «Блица». Гитлер был в апоплексическом состоянии.

Открытие США битвы при Анцио на следующий день немедленно лишило Luftflotte 3 из 100 бомбардировщиков, которые были отправлены в Италию. Атаки Стейнбока продолжались весь февраль и принесли столь же плохие результаты; к концу месяца «Москиты» уничтожили 28 самолетов. Крупные атаки спорадически продолжались в течение марта, включая ночь с 19 на 20 марта, когда Джо Синглтон и Джефф Хаслам из 25-й эскадрильи сбили три Ju 88 за 13 минут. Подобные события не были редкостью, и ряд экипажей выполняли миссии с несколькими уничтожениями. Небольшие рейды продолжались до конца апреля, а в мае было несколько преследующих рейдов, после чего численность Luftflotte 3 сократилась с 695 человек. всего до 133 действующих самолетов. Для сравнения, потери Королевских ВВС составили около двух десятков, и только один из них - в результате действий противника.

В бою против Фау-1

Сбивать Фау-1 было опасно, как это демонстрирует этот Mosquito FB.VI из 418-й эскадрильи RCAF с сгоревшей внешней обшивкой.

Летающая бомба Фау -1 была впервые запущена против Лондона 13 июня и вскоре превратилась в угрозу, гораздо большую, Люфтваффе бомбардировщики чем . Оборонительная система была быстро организована и вступила в действие 15 июня, но перекрытие зон действия зенитных орудий и истребителей сбило с толку всех участников. После разговора с Фредериком Альфредом Пайлом , генералом зенитных подразделений армии, маршал авиации Родерик Хилл перераспределил зенитные орудия тонким поясом вдоль побережья, а истребители действовали в глубине суши. Это значительно улучшило действия обеих сил.

Запуски Фау-1 происходили днем ​​и ночью, двигаясь со скоростью около 350 миль в час (560 км/ч), что является верхним пределом для многих оборонительных истребителей. Пилоты «Москитов» вскоре начали летать над Ла-Маншем в поисках пламени возгорающегося двигателя Фау-1. Когда они видели один, который проходил мимо их местоположения, они вылетали на позицию над ракетой и сбоку от нее, а затем пикировали на нее сбоку, чтобы держать пламя в поле зрения во время подхода. Такой заход в пикирование позволил им догнать ракету. Проблема заключалась в том, чтобы знать, когда открыть огонь, поскольку ночью, когда было видно только пламя, было трудно определить расстояние. Во время захода на посадку оператор радара постоянно указывал дальность, а пилот открывал огонь, когда они достигали высоты от 1000 до 900 футов (300–270 м). Вся операция была опасной, как вспоминал оператор радара Джимми Ронсли во время одного полета «Москита»:

Я поднял глаза, когда на мгновение грянули пушки; и я тут же снова пригнулся. Бомба взорвалась всего в 300 ярдах впереди нас, и мы мчались со скоростью более 150 ярдов в секунду прямо в центр взрыва. В течение нескольких секунд струя воздуха из вентилятора, находящегося рядом с моей головой, дула горячей и едкой; но мы все еще летели. Сев и оглянувшись, я увидел, что воздух позади нас полон светящихся красных осколков, все еще расходящихся веером и плывущих вниз.

В конечном итоге с 13 июня по 1 сентября по Великобритании был выпущен 8081 самолет Фау-1. Из них 1902 были уничтожены истребителями и еще 1564 — зенитным огнем, в результате чего 2340 дошли до Лондона.

После этого стартовые площадки были захвачены, и операции Фау-1 перешли на запуск с воздуха с бомбардировщиков He 111. В течение июля и августа KG 3 запустила в общей сложности чуть менее 400 Фау-1, сначала днем, но быстро переключившись на ночные действия. KG 3 В сентябре третья группа была переименована в реформированную I. Gruppe / KG 53 , продолжая кампанию, неоднократно отступая в сторону Германии перед лицом наступления союзников. В конечном итоге стрельбы закончились 14 января 1945 года, когда было выпущено 1012 ракет, в результате чего было потеряно 77 He 111 и 404 ракеты уничтожены в полете.

Дальнейшее развитие

Следовать за блокировкой

записал в своих заметках концепцию следования по локу Хотя точное происхождение этой концепции неизвестно, 8 марта 1941 года Бернард Ловелл впервые . Это была модификация системы спирального сканирования, которая позволяла ей автоматически отслеживать цели без дальнейших ручных операций. Радары, в том числе следящие за блокировкой, стали известны как AIF или AISF.

Ранее Ловелл построил для ВМФ наземную систему с широкой диаграммой направленности для обнаружения кораблей и адаптировал ее для автоматической системы слежения за самолетами в Лисоне. К нему присоединились инженеры нескольких компаний, а также «Фредди» Уильямс . Уильямс применил некоторые методы, которые он использовал в дифференциальном анализаторе, для создания системы, известной как Velodyne, которая плавно отслеживала цель, несмотря на жесткое маневрирование и большие скорости пересечения цели. Устройство также отправляло информацию о дальности непосредственно на гироскопический прицел , предварительно настраивая его так, чтобы из него можно было стрелять, как только цель была обнаружена.

Система работала за счет наличия двух дипольных антенн вместо одной, слегка смещенных по обе стороны от монтажной мачты, выступающей через середину параболической тарелки. Будучи смещенными, лучи, создаваемые двумя диполями, были расположены под углом друг к другу, по обе стороны от центральной линии тарелки. Обычно сигналы от обоих суммировались и отображались, давая выходной сигнал, практически идентичный случаю с одним диполем. Вал диполя был установлен на другом двигателе, который быстро вращал их со скоростью 800 об/мин. Переключатель был расположен так, чтобы он срабатывал от двигателя, когда диполи находились примерно в вертикальном или примерно горизонтальном положении, запуская вторую схему, которая вычитала сигналы друг из друга, а не складывала. Результатом стала разница в силе сигнала, которая указывала на то, какой из двух диполей получал больше энергии в этот момент. Этот сигнал подавался в двигатели сканера, направляя его в нужном направлении.

Перехват с использованием системы начинался так же, как и в обычной АИС: оператор искал цели по мере того, как система двигалась по спиральному сканированию. Когда цель была выбрана, оператор радара поворачивал другую ручку, чтобы отрегулировать стробоскоп — схему временной развертки, которая вызывала на дисплее кольцо. Когда стробоскоп находился над возвращением цели, нажималась кнопка, в результате чего сигналы до или после этого диапазона отфильтровывались (так называемое стробирование ), оставляя на экране видимой только выбранную цель. Схемы слежения будут обеспечивать, чтобы антенна радара оставалась направленной на цель во время ее движения.

К осени 1941 года система была в основном работоспособна благодаря использованию электроники от Mk. VII и новый магнетрон мощностью 50 кВт для производства AI Mk. IX. Он обеспечивал первоначальное обнаружение на расстоянии десяти миль, захват на пяти и мог отслеживать относительные движения до 10 градусов в секунду, а также угловые ускорения 10 град/с. ² . Несмотря на эту многообещающую разработку, 1 января 1942 года Ловелла отправили работать над системой H2S . Мк. Затем IX был передан под руководство Артура Эрнеста Даунинга, и команда все еще предсказывала, что он будет доступен в 1942 году.

Мк. IX

На заседании Комитета воздушного перехвата в ноябре 1942 года обсуждалось будущее радаров искусственного интеллекта с прицелом на разработку плана долгосрочного развития систем. Среди множества рассмотренных идей команда выбрала ряд функций, которые они хотели видеть. Первоначальной была идея кругового обзора, больше похожего на радары перехвата с наземного управления, который позволил бы истребителям планировать свои собственные перехваты с меньшими затратами на управление с земли. Дальность должна была быть увеличена как минимум до 10 миль (16 км) с уменьшенной минимальной дальностью до 200 футов (61 м). Был выбран короткий минимальный диапазон, а также требования к Точность 1 ⁄ 2 градуса вперед, что позволяет вести стрельбу вслепую без визуального контакта. Также учитывались другие функции, такие как отслеживание захвата и точное определение дальности.

Были изучены три конструкции, включающие некоторые из этих особенностей. По сути, один из них представлял собой адаптацию немодифицированного Mk. VIII, работающий на расстоянии 3 см вместо 10 см. Вторым был Mk. VIII, в котором вместо спирального сканирования была использована техника спирального сканирования. Третьей была система AIF, разрабатываемая Ловеллом. После некоторого обсуждения от концепции X-диапазона отказались; они пришли к выводу, что знание ВВС Великобритании оборудования S-диапазона, а также возможность использовать существующие радиобуи перевешивают любые технические преимущества.

Когда весной 1942 года разгорелись большие дебаты об «окне», Даунинг предположил, что АиФ, возможно, естественным образом невосприимчивы к его последствиям. Окно, состоящее из легкой алюминиевой фольги и бумаги, останавливается в воздухе почти сразу после падения, а затем медленно падает на землю. АиФ, наведенный на бомбардировщик, увидит, что эти сигналы быстро выходят за пределы контролируемой зоны, и они исчезнут. Чтобы проверить эту теорию, в Колтишолл был доставлен самолет Beaufighter, оснащенный прототипом AIF. В ноябре Джексон совершил 13 полетов, чтобы протестировать систему против окна. Эти испытания, к большому беспокойству, продемонстрировали, что вместо этого система захватывает окно и разрывает контакт с бомбардировщиком.

Даунинг предложил ряд изменений, чтобы лучше удерживать замок при наличии окна, и внес эти изменения в течение следующих недель. 23 декабря 1942 года модернизированный Mk. IX лично управлялся Даунингом на Beaufighter, в то время как второй Beaufighter с Джексоном на борту в качестве наблюдателя опускал окно. Джексон вспоминает, как подслушивал радиосообщения от наземных операторов, посылавших «Спитфайры» для расследования двух тележек, и беспокоился, что они могут иметь в виду свой самолет. Вскоре из облаков появились два «Спитфайра» и открыли огонь по обоим «Бофайтерам». Поврежденный самолет Джексона вернулся в Колтишолл, но самолет Даунинга упал в море, в результате чего погибли все находившиеся на борту.

Мк. Х

SCR-720, известный как AI Mk. X на вооружении британских ВВС, представляла собой относительно компактную систему, особенно по сравнению с более ранним SCR-520.

Потеря единственного Mk. Прототип IX вместе со своим основным разработчиком серьезно задержали реализацию программы. Примерно в то же время TRE получила SCR-720 из США блок . Это была переупакованная и облегченная версия SCR-520. подходит для использования в Beaufighter и Mosquito. Первый образец прибыл от Western Electric в декабре 1942 года, а испытания против окна были проведены Джексоном в январе 1943 года. Джексон обнаружил, что разумным переключением дальности он может настроить радар так, чтобы он смотрел на бомбардировщик, а окно быстро выйдет из зоны действия и исчезнет.

Компания TRE внесла ряд незначительных предложений и модернизаций и разместила заказ на 2900 самолетов SCR-720B под названием AI Mk. X. Однако Western Electric сосредоточилась на SCR-520 для установки на Northrop P-61 Black Widow , американский специально разработанный двухмоторный ночной истребитель массой 15 тонн и размахом крыльев 66 футов, достаточно большой, чтобы нести его. К этому времени выпуск P-61 сильно задержался, и ВВС США начали использовать «Бофайтеры» и «Москито» для собственных нужд. Это привело к тому, что как USAAF, так и RAF потребовали увеличения производства SCR-720, и Western Electric в ответ заявила, что первые единицы будут доступны в мае 1943 года, а объемы производства будут доступны в августе.

Приняв это решение, министерство авиации наконец разрешило использование окна в июле 1943 года. Впервые оно было использовано во время налета на Гамбург в ночь с 24 на 25 июля 1943 года. Эффект был впечатляющим; привыкнув к использованию радара для управления своей обороной, «Окно» создавало так много ложных целей, что операторы понятия не имели, что делать. Было замечено, что зенитные орудия беспорядочно стреляли в небо, а ночные истребители летали кругами. Атакующие силы потеряли всего 12 самолетов, 1,5% сил, что и следовало ожидать от совершенно случайных событий.

Первый SCR-720 был доставлен 12 июля для установки на Mosquito HK195 , который был передан FUI 11 августа и совершил первый полет два дня спустя. Небольшие партии были изготовлены на различных марках Москитов, прежде чем производство было полностью передано для установки на NF.XIX, который имел двигатели Rolls-Royce Merlin 25 и усиленное крыло, позволяющее нести внешние топливные баки. К сожалению, поставки Mk. X оказался сильно задержан: первые 40 экземпляров прибыли поздней осенью и оказались без многих запрошенных обновлений. Когда они были окончательно адаптированы, выяснилось, что они мешают работе радиоприемников самолета. и только в январе 1944 года появился первый Mk. X комплектов были отправлены в эксплуатацию эскадрильи.

Далее Мк. IX развитие

С Мк. X, выбранный для развертывания, Mk. Приоритет программы IX был значительно снижен, и рассматривались дополнительные концепции. В частности, концепция адаптации Mk. IX для работы в S-диапазоне на длинах волн 3 см рассматривалось долгое время, поскольку это обеспечило бы еще более высокую точность от тех же антенных систем или аналогичную точность от меньших систем. EKCO приступила к адаптации Mk. VIII, способное работать на расстоянии 9 или 3 см, хотя в то время магнетроны 3 см были способны выдавать мощность только 50 Вт, и этот вариант никогда не использовался.

В записке от 23 сентября 1943 года командующий авиацией У. К. Купер наметил четыре возможных направления развития:

• ИИ Мк. IX – версия, находящаяся в стадии разработки, совмещенная с пилотным индикатором ЭЛТ.
• ИИ Мк. IXB – IX с указателем пилота, проецируемым на лобовое стекло.
• ИИ Мк. IXC – IXB с индикацией пилота, совмещенной с гироскопическим прицелом.
• ИИ Мк. IXD – IXC с аналоговым компьютером для расчета свинца

Берчем занялся разработкой Mk. Линия IX 1943 года, в целом следуя концепции IXB. В конечном итоге он был соединен с новым магнетроном мощностью 200 кВт. Ранняя версия комплекта без индикатора пилота была отправлена ​​на испытания в ПФР на Mosquito HK946 в декабре 1943 года и через некоторое время вернулась с обширным списком предложений по модернизации.

Идея проекции на лобовое стекло была реализована в AI Mk. IV как Mk. V, но был обнаружен ряд проблем и на вооружение он не был принят. Несколько обновленных версий использовались в испытаниях, но к 1943 году Mk. Радар V устарел, и вместо этого дисплей индикатора пилота (PID) был адаптирован к Mk. VIII. На этот раз выходные данные системы не представляли собой отдельный ЭЛТ, а проецировались на существующий GGS Mk. II гироскопический прицел. Система была установлена ​​на Mosquito HK419 где-то в конце 1943 года и отправлена ​​в ПФР для испытаний в январе 1944 года. Она получила широкую похвалу.

С Мк. X был установлен для немедленного использования, вся работа с PID была перенесена в Mk. IX. Первый Мк. IXB с PID был установлен на Mosquito HK311 в 1944 году и отправлен в недавно названное Центральное истребительное учреждение (CFE, ранее FIU) 22 декабря 1944 года. Этот набор также включал различные модернизации, предложенные в ходе испытаний более раннего Mk. IX. К этому самолету присоединился модернизированный HK946 , который прошел обширные испытания в период с декабря 1944 года по апрель 1945 года. ПФР обнаружило, что система блокировки следования не работала на малых высотах, примерно на высоте 2000 футов (610 м) над водой или на высоте 5000 футов (1500 м). м) над сушей, но и выше этих высот нашли Mk. IX, чтобы превосходить Mk. X. Они отметили, что система потребует большего обучения, чем более естественный вид Mk. X, и что дисплей пришлось дополнительно адаптировать, чтобы ФИД не закрывал приборы кабины. Самолет снова вернулся в Деффорд с множеством предложенных улучшений.

Послевоенные события

С окончанием войны разработка Mk. IX был приостановлен. Широко распространено мнение, что до новой войны осталось как минимум десять лет.

В 1947 году Советский Союз начал внедрять бомбардировщик Ту-4 , способный долететь до Великобритании с баз на северо-западе России. В 1949 году Советы испытали свою первую атомную бомбу . Это привело к попыткам значительно усовершенствовать радиолокационные системы Великобритании в рамках программы ROTOR , а также представить новый ночной истребитель, который мог хорошо работать на скорости Ту-4 350 миль в час (560 км/ч). Хотя некоторые работы над конструкцией ночного истребителя с реактивным двигателем уже начались, можно было бы сэкономить значительное время и деньги, представив новую версию «Москита» с соответствующими модернизациями.

В феврале 1948 года CFE было предложено оценить новый Mosquito NF.38, оснащенный Mk. IXB на эту роль. Они обнаружили, что проблемы с использованием системы следования на малых высотах остались, в результате чего Mk. X проще использовать в этих миссиях. Они также отметили, что Mk. У IX все еще были проблемы с блокировкой при наличии окна, а также то, что PID был слишком тусклым для использования при дневном свете и слишком ярким ночью. Они пришли к выводу:

По мнению этого истеблишмента, AI Mk.9B неприемлем с эксплуатационной точки зрения при выполнении операций по найму, управлению радиовещанием или поддержке бомбардировщиков. Поэтому рекомендуется не принимать на вооружение AI Mk.9B.

ДОВСЕ также отверг NF.38, отметив, что его характеристики лишь немного превосходили характеристики NF.36 конца войны и едва ли превосходили характеристики B-29/Tu-4. Ожидалось, что в качестве ночного истребителя, направленного против Ту-4, он будет по сути бесполезен. Мк. IX был официально отменен в 1949 году. Один Gloster Meteor , VW413 , уже переоборудовался в Mk. IX испытаний, и ему разрешили продолжить постройку для испытаний в июле 1950 года.

Военно-морское использование

Спустя годы Ловелл узнал, что адаптация Mk. Система IX также была испытана на борту моторных артиллерийских катеров в 1942 году, и было обнаружено, что она успешно отслеживает другие лодки и позволяет вести огонь из 2-фунтовых орудий вслепую с достаточной точностью.

Описание

Мк. VIIIB, установленный на каркасе носовой части «Москита». Электроника помещалась в белый ящик, легко доступный под съемной панелью фюзеляжа. Радар-сканер установлен на Х-образной раме.

Мк. Дисплей VIIIA представлял собой сложную, но компактную систему, показанную здесь установленной на правом борту истребителя Beaufighter.

Более ранний Mk. РЛС VII в целом были аналогичны Mk. VIII, но использовал менее мощный магнетрон CV38 со средней мощностью около 5 кВт вместо 25 кВт в Mk. VIII CV64. Это уменьшило нормальную дальность действия примерно до 3 миль (4,8 км), но другие показатели производительности в остальном были идентичны. Мк. У VII не было альтернативных входов сигнала, необходимых для работы с IFF, маяками или AIBA, как описано ниже. Остальная часть этого описания основана исключительно на Mk. VIII.

Расположение оборудования

Мк. Система VIII состояла из двух групп систем: передатчика и антенной системы, смонтированных на носовой части самолета, а также большей части приемника и систем индикации, установленных внутри.

Носовое оборудование включало магнетронный передатчик и мягкий переключатель трубки Саттона. Они были объединены в единый ящик, установленный на монтажной раме, рядом с верхней частью рамы Mosquito и нижней частью Beaufighter, где к ним можно было легко получить доступ. Система сканера была сосредоточена на раме, вращая параболический рефлектор (тарелок) диаметром 28 дюймов (71 см) по полному кругу 17 раз в секунду. Сигнал передавался с небольшой вертикально ориентированной полуволновой дипольной антенны и рефлектора, установленного на конце столба, проходящего через отверстие в середине тарелки. По коаксиальному кабелю сигнал от магнетрона передавался на заднюю часть стойки. Среди деталей на раме были модулятор Типа 53, обеспечивающий импульсы силой 35 А и напряжением 10 кВ, передатчик Типа TR.3151, содержащий магнетрон CV64, программный переключатель Саттона CV43 и кварцевый смеситель, а также приемник Типа 50 с его CV67 Ламповый гетеродин Саттона с понижением частоты.

Приемник, система временной развертки и дисплей остались внутри кабины самолета. Для этого было достаточно места в Beaufighter, где оператор радара сидел в задней части фюзеляжа. В «Моските» оператор РЛС сидел справа и немного позади пилота. Основная входная дверь располагалась в левой части фюзеляжа, прямо перед оператором РЛС. С установленным радаром почти не оставалось места для доступа к двери, поэтому схема временной базы была установлена ​​на направляющих, которые позволяли перемещать ее вверх и вперед, в сторону от двери. Среди деталей внутри самолета были дисплей Type 73 и TR.3152 Lucero .

Питание системы осуществлялось от источника питания Тип 225, питавшегося от вала отбора мощности на одном из двигателей. Это производило 1200 Вт мощности переменного тока 80 В, преобразованной в мощность постоянного тока 500 Вт для тех инструментов, которым требовался постоянный ток. Двигатель сканера был гидравлическим, приводился в действие насосом одного из двигателей. Вся система, включая блок питания и все основное оборудование, весила 212 фунтов (96 кг).

Дисплеи и интерпретация

Мк. Индикатор и ствольная коробка VIIIB были установлены в носовой части Mosquito, показанного здесь на NF.XIII. Небольшую выходную дверь самолета можно увидеть в правом нижнем углу.

Мк. Дисплей VIII состоял из одного ЭЛТ с временной разверткой, откалиброванной так, чтобы проходить от центра дисплея к его внешнему краю за время, необходимое радиосигналу для прохождения туда и обратно на расстояние 10 миль (16 км). Датчики системы сканирования радиолокационной тарелки передавали сигналы электронике на дисплее, которая поворачивала временную развертку на тот же угол. Если бы сканер был выключен и регулятор яркости (усиления) дисплея был установлен до упора, временная развертка привела бы к появлению линии на дисплее под тем углом, под которым в данный момент была направлена ​​антенна.

Когда сканер был включен, он вращал блюдо по часовой стрелке, совершая полный круг 17 раз в секунду. Развертка составляла 2500 импульсов в секунду, что означает, что на каждый оборот приходится около 147 импульсов, или примерно один импульс каждые 2,5 градуса. Временная развертка была настроена на начало рисования примерно в 0,5 см от центра трубки, поэтому, если яркость будет полностью увеличена при работающем сканере, результатом будет серия близко расположенных радиальных линий, образующих своего рода узор солнечных лучей. с пустым местом в центре.

Для нормальной работы яркость убавляли до тех пор, пока линии просто не исчезнут. Выходной сигнал приемника радара подается в канал яркости, поэтому любое эхо вызывает мгновенное увеличение яркости дисплея, в результате чего на дисплее появляется точка, известная как мигание . Расстояние метки от центра дисплея указывает расстояние до цели; цель на расстоянии 9 миль (14 км) вызовет вспышку возле внешнего края дисплея. Пустая часть в центре существенно увеличивает область ближнего боя, так что точки в этой области не слишком загромождаются на дисплее, когда истребитель приближается к цели.

Поскольку положение метки синхронизировано с углом временной базы, а временная база - с тарелкой, угол дуги относительно центра указывал угол к цели; цель выше и справа от истребителя создаст дугу выше и правее центра дисплея.

Луч радара имеет ширину около 10 градусов и посылает импульс каждые 2,5 градуса вращения, поэтому цель будет производить не одну вспышку, а несколько из них. Для целей, расположенных далеко от центральной линии, радар будет производить 4 или 5 отдельных импульсов при вращении сканера, в результате чего на дисплее будет отображаться короткая дуга шириной около 10 градусов. Несколько более сложное взаимодействие происходит при приближении самолета-мишени к центру сканирования радара. На любую цель в пределах десяти градусов от центральной линии всегда будет падать некоторая радиолокационная энергия, независимо от того, куда направлена ​​антенна; цель в пяти градусах справа от самолета все равно будет отражать внешний край передачи, даже если сканер направлен на пять градусов влево. В этом случае мишень будет создавать блики на протяжении всего вращения, рисуя на дисплее вместо короткой дуги полное кольцо. Поскольку антенна более чувствительна в середине, чем по краям, яркость кольца на дисплее будет меняться по мере сканирования антенны, достигая максимума, когда антенна направлена ​​на цель, и минимальной или полностью исчезая, когда антенна направлена ​​на цель. указал в другую сторону. Цель, находящаяся прямо впереди, будет отображать на дисплее полный непрерывный круг.

Тарелка не просто вращается, но также увеличивает и уменьшает свой угол относительно центральной линии, достигая максимального угла в 45 градусов от центра. Весь шаблон сканирования занимает около одной секунды. Это означает, что цели не обновляются постоянно на дисплее, а имеют тенденцию постепенно появляться и исчезать в течение примерно секунды. Область, которую можно было увидеть во время одного полного сканирования, была известна как «конус поиска».

Система также включала таймер, который подавал сигналы на заданных расстояниях, а на дисплее появлялись кольца, которые использовались для измерения расстояния. Было две настройки: одна с кольцами каждые 2 мили (3,2 км), а другая увеличивала дисплей, чтобы отображать только диапазон от нуля до двух миль, который использовался во время финального захода на посадку. Кроме того, небольшое количество оставшегося сигнала от передатчика имело тенденцию просачиваться к приемнику, вызывая сильное кольцо вокруг центральной пустой области, известное как «нулевое кольцо».

Возвраты от земли вызвали на дисплее два эффекта. Одна из них была связана с тем, что диполь находился немного за внешним краем тарелки, когда он был наклонен где-то близко к центральной линии, позволяя небольшому количеству сигнала проходить прямо к земле и обратно. Вертикальная ориентация антенны уменьшала это, поэтому сигнал был не очень мощным. В результате на дисплее на расстоянии от центра, равном высоте самолета, появилось слабое кольцо, известное как «кольцо высоты».

Другой эффект возник, когда тарелка была направлена ​​к земле, что вызвало сильный возврат, который привел к резкому отражению на дисплее. Из-за круговой схемы сканирования тарелка будет направлена ​​в стороны, когда луч впервые ударится о землю, и продолжит ударять о землю, в то время как сканер будет продолжать вращаться, пока не будет направлен вниз, а затем снова вверх, пока луч больше не будет пересекать землю. снова заземлиться. Поскольку луч падает на землю в точке, ближе к самолету, когда он направлен прямо вниз, отраженные сигналы в этот период наиболее близки к нулевому кольцу. Когда отражатель поворачивался дальше в стороны, луч падал на землю дальше и создавал блики дальше от нулевой линии. Удобно, что геометрия ситуации заставляет возвраты формировать серию прямых линий, создавая эффект, подобный искусственному горизонту.

Производительность

Мк. VIII давал хорошую отдачу по целям размером с бомбардировщик на расстоянии около 5,5 миль (8,9 км), хотя было известно, что в хороших условиях он давал отдачу на расстояние до 6,5 миль (10,5 км). Минимальная дальность составляла от 400 до 500 футов (120–150 м) и ограничивалась шириной импульса и временем, в течение которого сигнал передатчика «затих». На близком расстоянии дуга цели имела тенденцию слиться с нулевым кольцом. В таких ситуациях можно было отрегулировать контроль смещения, чтобы заглушить приемник на немного более длительное время, подавляя нулевое кольцо и облегчая видимость близлежащих целей.

С точки зрения направленности луч был достаточно острым, поэтому края дуги были достаточно прочными - цель появлялась в луче, а затем исчезала с небольшой разницей в яркости по краям или вообще без нее. Это означало, что, несмотря на относительно широкий луч, дуги были достаточно острыми и даже небольшие углы приводили к исчезновению сигналов в какой-то момент и созданию разрыва в возврате. Когда цели находились вблизи центра, это было довольно легко увидеть, поскольку в кольце образовывался зазор, что позволяло проводить измерения с точностью до одного градуса. Однако цели, расположенные дальше от центра, отображали гораздо более короткие дуги, из-за чего было труднее увидеть небольшие изменения в их длине.

использование МКФ

На этом изображении нижней части фюзеляжа Mosquito NF.XIII можно увидеть антенну IFF/Lucero, выступающую вниз сразу за орудиями.

Мк. VIII был разработан для работы с IFF Mk. III, транспондерная система, которая прослушивала импульсы в диапазоне от 160 до 190 МГц и отвечала более длинными импульсами на немного другой частоте. Поскольку магнетрон работал на частоте 3,3 ГГц, он не мог вызвать срабатывание системы IFF, поэтому для поддержки этого в истребителях пришлось использовать вторую импульсную систему передатчика — запросчик (или запросчик/ответчик ) под кодовым названием Lucero .

Лусеро был подключен к Mk. VIII и запускал собственный сигнал длительностью 5 мкс при каждой пятой передаче радара. МКФ Мк. III в удаленном самолете содержала схему приемника, подключенную к передатчику, заставляющую любой принятый сигнал усиливаться и растягиваться во времени. Этот сигнал был получен ответной стороной Лусеро, которая смешала его с сигналом от Mk. Собственный приемник VIII. Поскольку антенна Lucero была всенаправленной, отраженные сигналы были непрерывными по всей поверхности дисплея и не были связаны с положением основного блюда. Результатом стала серия сегментов линий, расположенных через каждые 10 градусов вокруг дисплея.

Лусеро был спроектирован таким образом, чтобы его передача срабатывала быстрее, чем магнетрон радара. Это позволило ему отправить сигнал и начать получать ответ в то время, когда основной радиолокационный импульс находился в полете. Это означало, что сегменты линий начинались в точке, указывающей на более близкое расстояние, чем самолет, отправляющий ответ, и заканчивались после нее. Таким образом, оператор радара мог определить, какой самолет отправлял ответы IFF, ища точки, примерно расположенные вдоль сегментов линий.

Маяки

Мк. VIII также был разработан для использования радиомаяков для дальнего самонаведения по наземным транспондерам. В этом случае система предназначалась для использования с ответчиками, работающими на той же частоте, что и радар, в отличие от Lucero, который имел свои собственные частоты. Поскольку антенну нужно было направить вниз, чтобы увидеть транспондер на земле, транспондер посылал свой ответ на немного другой частоте, чтобы его можно было отличить от отраженного сигнала с земли.

Поскольку высота маяка была известна, на земле угловая индикация не понадобилась. Вместо этого небольшой кулачок на сканере переключил переключатель, когда он прошел положения на 12 и 6 часов в ходе своего вращения, в результате чего выходной сигнал приемника был инвертирован. Угловое сканирование было отключено, а временная развертка перемещена в нижнюю часть экрана. Принятые сигналы вызывали перемещение шкалы времени влево или вправо в зависимости от того, куда была направлена ​​антенна в момент получения сигнала.

Переключение системы в режим маяка замедлило частоту повторения импульсов, чтобы дать сигналам больше времени для распространения, увеличив дальность действия до 100 миль (160 км). Импульсы также делались длиннее, чтобы общая излучаемая мощность оставалась неизменной. Этот переключатель также заставил стробоскоп создавать отметки каждые 10 миль (16 км) вместо 2.

Обычно система переключала приемник на частоту маяка, но оператор также мог переключить его на работу на обычной частоте передатчика, после чего появлялись отраженные сигналы от земли. Поскольку вода и земля дают очень разную отдачу от земли, использование этого режима иногда было полезно для поиска береговых линий, крупных объектов и кораблей, что он мог делать на расстоянии от 40 до 50 миль (64–80 км).

иметь

Великобритания в течение некоторого времени использовала систему слепой посадки, известную как «Стандартный лучевой подход», адаптацию довоенной немецкой системы, известной как « луч Лоренца» . Лоренц и Стандарт использовали две радиопередачи, которые были приняты обычными голосовыми радиостанциями. Сигналы отправлялись с двух направленных антенн, расположенных в конце активной взлетно-посадочной полосы, переключаясь между ними вперед и назад, затрачивая 0,2 секунды на подключение к левой антенне (если смотреть с самолета), а затем 1 секунду на правую.

Чтобы использовать Лоренц, радист должен был настроиться на опубликованную частоту для этого аэродрома, прослушать сигнал и попытаться определить, слышат ли они «точки» или «тире». Если бы они услышали точки, короткий импульс длительностью 0,2 с, они бы поняли, что находятся слишком далеко влево, и повернули вправо, чтобы достичь центральной линии. Тире обозначало, что им следует повернуть налево. В центре приемник мог слышать оба сигнала, которые сливались, образуя устойчивый тон, равносигнал .

Во время разработки более раннего Mk. IV были разработаны новые версии радиостанций Standard Beam Approach, которые работали в диапазоне 1,5 м, известные как Beam Approach Beacon System, или BABS. Это была также группа, с которой выступал более ранний IFF Mk. II работал над новым IFF Mk. III группы. Для Мк. VIII, было решено не делать новый транспондер СВЧ-частоты, а просто адаптировать систему Lucero для приема также сигналов BABS. Это было известно как система AI Beam Approach или AIBA.

Для AIBA система Lucero отправляла импульсы на частоте 183 МГц, а BABS отвечала импульсами длительностью 8 мкс на частоте 190,5 МГц. Они были отправлены в еще один режим отображения с одной вертикальной временной разверткой длиной 8 миль (13 км) и стробоскопом, обеспечивающим отметки каждые 2 мили (3,2 км) вдоль нее. В этом режиме переключение не использовалось, вместо этого сигнал всегда заставлял луч отклоняться вправо, вызывая появление довольно широкой полосы. В зависимости от того, на какой стороне взлетно-посадочной полосы находился самолет, оператор видел либо длинные полосы на 0,2 секунды, а короткие на 1, либо наоборот. Если, например, точечный сигнал был длиннее, это указывало на то, что самолет находился слишком далеко для левого поворота, поскольку с этой стороны сигнал был сильнее. Используя эти сигналы, самолет мог расположиться вдоль центральной линии, после чего сигналы точки и тире имели одинаковую длину, а полоса оставалась устойчивой.

Ссылки

Цитаты

Характеристики в информационном окне взяты из AP1093D, параграф 78. Обратите внимание, что AP дает две ширины луча: 10 и 12 градусов.

Библиография

• AP1093D: Вводный обзор радара, часть II (PDF) . Министерство авиации. 1946 год.
• Боуэн, Эдвард Джордж (1998). Дни радаров . ЦРК Пресс. ISBN  9780750305860 .
• Браун, Луи (1999). Технические и военные императивы: радиолокационная история Второй мировой войны . ЦРК Пресс. ISBN  9781420050660 .
• Хэнбери Браун, Роберт (1991). Боффин: личная история первых дней развития радиолокации, радиоастрономии и квантовой оптики . ЦРК Пресс. ISBN  9780750301305 .
• Ходжкин, Алан (1994). Случай и замысел: воспоминания о науке в мире и на войне . Издательство Кембриджского университета. ISBN  9780521456036 .
• Джонс, Реджинальд В. (1978). Самая секретная война . Лондон: Гамильтон. ISBN  0-241-89746-7 .
• Ловелл, Бернард (1991). Эхо войны: история радара H2S . ЦРК Пресс. ISBN  9780852743171 .
• Эксплуатационные характеристики радаров по тактическому применению . ВМС США. 1946. Архивировано из оригинала 14 мая 2014 г.
• Уотсон, Рэймонд К. (25 ноября 2009 г.). Происхождение радаров во всем мире: история их развития в 13 странах во время Второй мировой войны . Траффорд Паблишинг. ISBN  978-1-4269-9156-1 .
• Уайт, Ян (2007). История радаров воздушного перехвата (ИИ) и британских ночных истребителей 1935-1959 гг . Ручка и меч. ISBN  9781844155323 .

Выдержки доступны в первой части; 1936–1945 и часть вторая; 1945 – 1959 гг.

• Циммерман, Дэвид (2001). Британский щит: радар и разгром Люфтваффе . Саттон. ISBN  9780750917995 .

Внешние ссылки

• Подробная анимация Mk. Дисплей VIII можно найти на Mk. VIII страница .