Ретрансляционный радар Ребекка / Эврика

сержант Уильям Т. Александер, бортинженер, с B-24D № 42-63980 858-го BS, 801-го/492-го BG « Саквояжники » в 1944 году, показывает антенну Яги для приемопередатчика Ребекка.

Транспондерный радар « Ребекка /Эврика» систему ближнего действия, представлял собой радионавигационную используемую для высадки воздушно-десантных войск и их припасов. Он состоял из двух частей: «Ребекка» бортового приемопередатчика и антенной системы «Эврика» и наземного транспондера . Ребекка рассчитала расстояние до «Эврики», основываясь на времени обратных сигналов и его относительном положении с помощью остронаправленной антенны. Имя «Ребекка» происходит от фразы « Распознавание маяков ». Название «Эврика» происходит от греческого слова, означающего « Я нашел это! ».

Система была разработана в Великобритании в Исследовательском институте телекоммуникаций Робертом Хэнбери Брауном и Джоном Уильямом Саттоном Принглом . По сути, «Ребекка» представляла собой радар ASV, подходящий для нового радиовещательного подразделения, тогда как система «Эврика» была совершенно новой. Первоначальное производство началось в 1943 году, и система использовалась для доставки припасов бойцам сопротивления в оккупированной Европе после поставки портативного устройства «Эврика». также ВВС армии США начали производство в США, и оба образца можно было использовать как взаимозаменяемые. Со временем «Ребекка/Эврика» нашла ряд других применений, в том числе для бомбардировки вслепую, захода на посадку на аэродром и в качестве средства помощи при посадке вслепую в форме BABS (сигнал маяка подхода с лучом).

Поскольку во многих системах времен войны использовались аналогичные дисплеи, была введена система Lucero для отправки соответствующих сигналов для опроса любой из этих систем, что позволило использовать один дисплей любого типа для H2S , ASV, AI , Rebecca и БЭБС.

История

Счастливая случайность

Мк. с IV-оборудованием Bristol Beaufighter

Ребекка/Эврика во многом обязана своим существованием усилиям Роберта Хэнбери Брауна , астронома и физика, который работал с авиации Министерства группой AMES над разработкой радара. В 1940 году Браун руководил разработкой новой версии AI Mk. IV радар с индикатором пилота , более известный сегодня как C-scope . Этот дисплей напрямую отображал относительное положение истребителя и его цели, как если бы пилот смотрел в прицел. Была надежда, что это значительно облегчит проблемы, с которыми столкнулись операторы радаров, пытающиеся передать инструкции от своих приборов пилоту, особенно на более близком расстоянии.

Наборы прототипов стали доступны в конце 1940 года, а первые серийные образцы прибыли в январе 1941 года. Во время испытательного полета в феврале самолет летел на высоте 20 000 футов (6,1 км), когда у Хэнбери Брауна отказала подача кислорода, и он потерял сознание. Летчик-испытатель Питер Чемберлен понял, что произошло, и быстро посадил самолет. Браун очнулся в машине скорой помощи. Этот несчастный случай, наряду со многими предыдущими полетами на большой высоте, усугубил травму уха, которую он получил в ВВС Мартлшем-Хит в 1939 году, и весной он был госпитализирован для операции по мастоидэктомии в Брайтоне . Операция прошла успешно, но из-за послеоперационной инфекции он оглох на оба уха, и потребовалось несколько последующих посещений.

К тому времени, когда он вернулся в исследовательский центр AMES, который теперь находился в Уорт-Матраверсе и был переименован в Исследовательский институт телекоммуникаций (TRE), основные исследования ранних наборов искусственного интеллекта закончились в пользу новых систем, работающих на микроволновых частотах с использованием недавно изобретенного магнетрона с резонатором . Браун пропустил большую часть разработки этой системы, и ему больше не разрешалось летать на больших высотах, поэтому его работа над ИИ закончилась. Вместо этого его поместили в новую группу под руководством Джона Прингла , зоолога из Кембриджского университета , и они оба начали изучать новые применения радиолокационных технологий.

Маяки для армейского сотрудничества

В июне 1941 года Браун посетил штаб армии на аэродроме Олд-Сарум , чтобы посмотреть, сможет ли Школа армейского сотрудничества Командования сотрудничества Королевских ВВС найти хорошее применение радару. Эскадрильи армейского сотрудничества выполняли различные задачи, включая корректировку артиллерийских орудий, общую разведку и наземные атаки . Он обнаружил, что группа лишь слегка интересовалась радаром, полагая, что он может стать полезным устройством для предупреждения о приближении вражеских истребителей, но была совершенно довольна использованием флагов и дымовых сигналов для навигации и связи. Затем Браун посетил военные учения , включающие наземные атаки в тесной координации с армией, и был убежден, что для улучшения этих результатов можно использовать радиолокационные системы. Однако он также осознал, что почти все подобные миссии будут выполняться самолетами других сил, особенно ВВС Великобритании, поэтому любая предложенная ими система должна будет быть установлена ​​на этих самолетах.

Затем Прингл организовал для себя и Брауна встречу с главнокомандующим по армейскому сотрудничеству сэром Артуром Барраттом . В долгой беседе они обрисовали возможности радара для бомбометания, навигации и возвращения на базу, и все это оказалось интересным для Барратта. Затем Барратт заявил, что любая система, которую они примут на вооружение, должна будет соответствовать одноместным самолетам, таким как «Томагавк» , что исключает большинство этих возможностей. И Прингл, и Браун затем сосредоточились на использовании системы транспондеров в сочетании с существующими радарами, чтобы обеспечить точную бомбардировку или доставку припасов или войск с помощью парашюта - роль, которую почти всегда выполняли двухмоторные самолеты или более крупные самолеты. Если эта передача на частоте 200 МГц будет использоваться многими британскими радарами, любой самолет с радаром перехвата самолетов (ИИ) или класса «воздух-поверхность» (ASV) . радаром ее сможет уловить

Чтобы проиллюстрировать эту концепцию, Браун дал им небольшой транспондер и велел спрятать его где-нибудь в пределах 15 миль (24 км) от штаба армейского сотрудничества в Брэкнелле . Один из самолетов TRE из Королевских ВВС Крайстчерча попытается найти его и подать дымовой сигнал в пределах 100 ярдов (91 м) от его местоположения. Испытание было проведено 28 июля 1941 года, и пока они ждали прибытия своего самолета, другой самолет приблизился к укрытию и несколько раз облетел его, прежде чем снова улететь. Армия подозревала, что они послали этот самолет для разведки места. Как только Брауну удалось убедить их, что они не шпионы, прибыл их собственный самолет «Бристоль Бленхейм » и подал дымовой сигнал всего в 50 ярдах от транспондера. Разумеется, армии было приказано снова спрятать его в другом месте, на этот раз решив разместить его под деревом на лужайке своего штаба. Их Бленхейм снова легко нашел его. Позже выяснилось, что первый самолет принадлежал истребительному отряду перехвата. которые увидели странную вспышку на своем радаре и решили провести расследование.

Несмотря на успешные демонстрации и активную поддержку со стороны Барратта и других, заказов на транспондерную систему сразу не поступило. Посещение штаб-квартиры ВВС Великобритании в конечном итоге приведет к получению заказов как для Великобритании, так и для США, но их создание займет некоторое время.

БЫ

Более непосредственным результатом визита на Рингвей стало приглашение Брауна на встречу с секретной группой, известной как Управление специальных операций (SOE), в Уайтхолле . Приехав, Браун обнаружил, что на самом деле это не их офис, и ему пришлось подтвердить свою личность, прежде чем ему сказали, что настоящий адрес находится довольно далеко. Когда он наконец прибыл на Бейкер-стрит, он не был впечатлен.

Затем SOE объяснило проблему, с которой они столкнулись, перебрасывая поставки партизанам, действующим по всей Европе, вплоть до Польши . Браун объяснил, что их маяк при хороших условиях можно было увидеть на расстоянии до 50 миль (80 км), но это расстояние могло бы упасть до 5 миль, если бы он находился под деревьями или был заблокирован иным образом. В SOE заявили, что они могут быть достаточно уверены в том, что разместит его на открытой местности. Однако они также заявили, что смогут пройти примерно до десяти миль от маяка, что будет лишь незначительно удовлетворительным. Браун спросил, почему они не могут использовать навигационную систему Ge для решения этой проблемы, и когда они признались, что понятия не имеют, что это такое, он с удовлетворением сказал, что не может им это объяснить, поскольку это секретно.

В конце концов, Браун был доставлен на встречу с главнокомандующим ЗП и устроил демонстрацию, аналогичную той, что ранее проводилась для армии. SOE передали транспондер и приказали спрятать его где-нибудь на большой территории, а их самолеты попытаются найти его только через неделю. 11 февраля 1942 года один из самолетов Avro Ansons TRE взлетел с авиабазы ​​RAF Hurn и подобрал его на расстоянии 37 миль (60 км), приблизившись и сбросив два контейнера на расстояние 200 ярдов. Заказ был сделан сразу.

Прототипы

Одной из основных проблем оригинальных радаров ИИ было то, что передача данных распространялась на всю переднюю полусферу самолета. Более короткие волны, подобные тем, которые используются в искусственном интеллекте, имеют тенденцию рассеиваться от земли, отправляя часть сигнала обратно к самолету, «отражение от земли» или «возврат от земли». По той простой причине, что земля намного больше, чем самолет-мишень, рассеянный сигнал подавлял любое отражение цели и делал невозможным увидеть любую цель дальше, чем текущая высота самолета. Для миссии снабжения, которая выполнялась на очень малых высотах, это явно не сработало.

Поскольку у ГП были собственные самолеты и не было необходимости заставлять систему работать с существующей конструкцией серийной РЛС, решение было относительно простым. Вместо того, чтобы транспондер отвечал на той же частоте и, таким образом, терялся в отражениях от земли, он получал сигнал от радара, а затем ретранслировал его на второй частоте. В самолете приемник будет настроен не на сигналы радара, а на транспондер. Таким образом, отражение от земли будет просто игнорироваться, хотя и за счет необходимости иметь в транспондере две отдельные антенные системы.

Питание транспондера было более серьезной проблемой. Система должна была работать в любую погоду, что делало обычные свинцово-кислотные батареи непригодными из-за их плохой работы в холодную погоду. Систему также приходилось хранить в течение длительного времени, прежде чем ее активировать, что снова противоречило свинцово-кислотному использованию. Решением оказались небольшие никель-железные батареи , которые можно было многократно и быстро перезаряжать в полевых условиях и которые могли работать в широком диапазоне температур. Чтобы защитить систему от захвата, она была оснащена небольшой взрывчаткой, которая могла разрушить достаточную часть схемы, чтобы сделать невозможным определение точных используемых частот. Транспондеры были установлены в чемоданах, выбранных в каждом конкретном случае в соответствии с распространенными типами, используемыми в этой области.

Дюжина транспондеров была поставлена ​​ЗП в 1942 году, после чего участие TRE в основном прекратилось. Позже Браун узнал, что они широко использовались на протяжении всей войны. Один экземпляр, упавший в Норвегии, был использован на семи отдельных каплях, несмотря на то, что большую часть года он был закопан в банке из-под печенья .

Использование в воздухе

Комитет по оборудованию ВДВ приступил к разработке системы летом 1942 года, профинансировав малоприоритетную разработку системы Mark II, предназначенной для использования на планерных буксирах и парашютно-десантных самолетах. В то время было решено, что каждая «Эврика» должна быть способна обрабатывать до 40 самолетов одновременно. Также была выбрана конструкция на основе нескольких субагрегатов, которая позволяла менять оборудование простой заменой субагрегатов на общем шасси.

И «Ребекка II», и «Эврика II» были разработаны Murphy Radio , а ранняя предварительная подготовка «Ребекки II» осуществлялась Dynatron Radio . система, использующая набор настроенных конденсаторов Для выбора рабочей частоты из набора из четырех использовалась . В поисках контроллера Мерфи остановил свой выбор на 5-позиционной электромеханической системе Главпочтамта, используемой в их системах телефонных станций . Аналогичный выбор из четырех каналов был доступен в устройствах Eureka, но они выбирались вручную. «Ребекка» питалась от сети самолета, а «Эврика» питалась от аккумулятора, срок службы которого составлял около шести часов.

В ходе испытаний Eureka II оказалась слишком тяжелой для практического использования, поэтому компания AC Cossor для создания версии Mk III была выбрана . Для этой версии они использовали миниатюрные американские лампы серии 9000 и батарею гораздо меньшего размера со сроком службы три часа.

использование в США

Эскиз учебно-тренировочного радара Ребекка/Эврика ВМС США

Эскиз тренировки бортового длинноволнового Rebecca Responsor

в США В декабре 1942 года Браун был доставлен самолетом Pan Am Clipper США для встречи с командованием авианосцев I. Они приступили к производству ряда модификаций Mk. III как AN/PPN-1 (Эврика), AN/PPN-2 (Портативная Эврика) и AN/TPN-1 (Переносная Эврика). В AN/APN-2 (Rebecca), также известном как SCR-729, использовался дисплей, который использовался для ряда целей.

Когда многие британские военные планеры не смогли достичь зон приземления на Сицилии даже в отличных условиях, начались срочные усилия по разработке еще меньшей и легкой системы Rebecca III. Для разработки снова была выбрана компания Cossor, использовавшая сверхрегенеративный приемник и аккумуляторы всего на 30 минут работы. Версия Rebecca IIIN использовалась для ударной авиации на Тихоокеанском театре военных действий. В этих версиях во всех пяти положениях поворотного переключателя использовались конденсаторы.

Появление миниатюрных ламп B7G в 1944 году привело к новому витку развития Rebecca/Eureka. В конечном итоге были разработаны десятки различных вариаций.

Описание

Бортовой запросчик «Ребекка» передал импульс длительностью 4–5 мкс ( микросекунд ) со скоростью 300 импульсов в секунду на частоте от 170 до 234 МГц. Получив этот сигнал, «Эврика» ретранслировала импульсы на другой частоте. Устройство «Эврика» также включало в себя систему манипуляций, которая периодически удлиняла импульсы в течение нескольких секунд, позволяя кода Морзе отправлять сигнал для идентификации станции.

Этот ретранслируемый сигнал был принят двумя направленными антеннами Яги на самолете, на борту которого находится блок «Ребекка», причем обычно антенны располагаются по обе стороны кабины самолета. Затем сигнал был отправлен на обычный радарный дисплей ASV, где вертикальная ось измеряла время (и, следовательно, расстояние), а горизонтальная отображала силу сигнала. Если самолет приближался к «Эврике» сбоку, горизонтальный импульс с одной стороны дисплея распространялся дальше, чем с другой, что указывало на необходимость разворота самолета в сторону более короткого сигнала, чтобы лететь прямо к «Эврике».

Между приемом сигнала и обратным импульсом в «Эврике» наблюдалась небольшая задержка. Когда подразделения «Ребекки» приблизились к «Эврике», обратный сигнал в конечном итоге перекроет импульс запроса и сделает систему неэффективной. Это произошло на расстоянии около двух миль. В это время экипажу пришлось перейти на визуальные средства определения места высадки. Использование «Эврики» без визуального подтверждения неизменно приводило к преждевременному падению, как это было во время высадки американского десанта в Нормандии .

Версии

Было много версий системы. Ранние модели были ограничены одной частотой; более поздние могли переключаться между пятью частотами.

Британский

Eureka Mk VII представлял собой монтируемый в стойке немобильный транспондер, который использовался на базах Королевских ВВС для приземления самолетов.

Версия Ребекки и Эврики Mark X, работавшая в диапазоне 1000 МГц. Он был разработан для использования во время дозаправки в воздухе , что позволяет принимающему самолету определять местонахождение танкера, сохраняя при этом радиомолчание. Самолет-заправщик нес «Эврику», а принимающий самолет - «Ребекку». Это оборудование было испытано 214-й эскадрильей в начале 1960-х годов.

Американский

1943 год. Радарный приемопередатчик Ребекка в Национальном музее авиации и космонавтики.

• АН/ППН-1
• АН/ППН-1А
• АН/ППН-2

Кодовое Ребекка имя произошло от фразы «распознавание маяков».

В популярной культуре

• «Следопыты. В компании незнакомцев» — фильм 2011 года, основанный на ретрансляционном радаре Ребекки/Эврики, установленном перед днем ​​«Д» авиадесантными следопытами .

См. также

• Радио связи
• Список военной электроники США

Ссылки

Библиография

• Хэнбери Браун, Роберт (1991). Боффин: личная история первых дней развития радиолокации, радиоастрономии и квантовой оптики . ЦРК Пресс. ISBN  978-0-7503-0130-5 .
• Ти Джей Морган — Радар — часть Библиотеки механического века — Мюллер — около 1950 г. — ISBN отсутствует.
• Графический обзор радио- и радиолокационного оборудования, используемого армейскими ВВС. раздел 3 Радионавигационное оборудование мая 1945 года
• «Краткая история Ребекки и Эврики» . Радиосообщество Даксфорда. 16 января 2011 г. Архивировано из оригинала 20 июля 2011 г.
• «Эврика / Ребекка / BABS / Лусеро» , от Э. К. Уильямса, «Разработка радаров до 1945 года», Публикации и руководства П. Перегринуса Air.

Внешние ссылки

• «Система Эврика/Ребекка» . Архивировано из оригинала 5 мая 2005 г.
• http://histru.bournemouth.ac.uk/Oral_History/Talking_About_Technology/radar_research/rebecca_eureka.html
• http://www.militaryradio.com/spyradio/beacons.html изображение наземного компонента