Зеленый атласный радар

Green Satin , также известный как ARI 5851 , — доплеровская радиолокационная система, разработанная Королевскими ВВС в качестве средства аэронавигации . Система обеспечивала прямые измерения скорости и направления дрейфа и тем самым позволяла точно рассчитывать ветер на высоте. Эти значения затем были переданы в систему навигации и бомбардировки .

Первоначально в 1949 году он был обозначен как OR.3015 для английского бомбардировщика Electric Canberra . Первые образцы прибыли в 1953 году. и вскоре он был введен в эксплуатацию. Впоследствии он использовался в V. бомбардировочном флоте Он использовался на V-бомбардировщиках до Avro Vulcans в 1969 году, когда его заменил Decca 73. Handley Page Victors, возможно, использовали его до тех пор, пока не покинули службу в 1993 году.

Название пришло из той эпохи, когда Министерство снабжения использовало случайные комбинации цветов и кодовых слов, чтобы их кодовые названия не были слишком буквальными. Версия, известная как Blue Silk , с более низким пределом максимальной скорости, использовалась на некоторых марках самолетов Канберры и Королевского флота .

Фон

В аэронавигации представляют интерес шесть ценностей; воздушная скорость, курс (угол компаса, на который указывает нос), путевая скорость, курс (угол компаса фактического движения), скорость и направление ветра. Используя любые четыре из этих значений и сложение основных векторов , остальные значения можно определить с помощью треугольника ветра . После определения траекторию самолета можно точно рассчитать с помощью точного счисления по сравнению с исходной фиксированной точкой.

Скорость полета и курс можно измерить с достаточной степенью точности с помощью бортовых средств измерения, а именно указателя воздушной скорости и гирокомпаса . Поскольку самолет летит в воздушной массе, непосредственное измерение величин ветра невозможно, поэтому их определение необходимо проводить с привязкой к какому-то внешнему измерению. На протяжении большей части истории аэронавигации это достигалось с помощью процесса обратного счисления , определения времени прохождения объектов на земле для измерения путевой скорости и либо оценки сноса, либо измерения его с помощью простых оптических инструментов, таких как измеритель сноса . Оба метода по своей сути неточны: ВМС США предполагают, что точность таких измерений составляет всего 10%.

Green Satin обеспечивал точные и немедленные измерения истинной путевой скорости и угла сноса. В сочетании с воздушной скоростью и курсом сложность аэронавигации значительно снизилась. Однако точный расчет пути также требует точной исходной «поправки», на основе которой определяются будущие движения. На практике Ge будет использоваться для определения местоположения после того, как самолет достигнет крейсерской высоты и скорости, а также для точной настройки навигации до тех пор, пока он не выйдет за пределы диапазона Ge, возможно, от 300 до 450 морских миль.

Разработка

Green Satin начал свою жизнь в эксплуатационных требованиях (OR) 3015 в 1949 году. Это требовало устройства, обеспечивающего точное измерение путевой скорости самолета с точностью до 0,2 процента при полете на любой скорости от 100 до 700 узлов на всех высотах до 60 000 м. ноги. Также ему пришлось измерять угол сноса до 20 градусов по обе стороны от курса с точностью менее 0,1 градуса. Эти измерения приходилось проводить над сушей или водой, в любую погоду.

В то время уже было хорошо известно решение для измерения путевой скорости: использование доплеровской радиолокационной системы для сравнения возвращаемой частоты двух или более сигналов. Green Satin использовал четыре таких сигнала для определения путевой скорости и угла сноса, которые посылались одновременно одной крестообразной антенной с рупорами на четырех концах. В нейтральном положении, обращенном вперед, один комплект антенн посылал два сигнала, выровненных немного вперед и назад, а другой был установлен немного по левому и правому борту. Каждая пара сигналов посылалась в отдельный компаратор частот , а на выходе получалась разница частот, представленная напряжением .

Рассмотрим самолет, летящий над землей без ветра. В этом случае скорость в сторону равна нулю, поэтому сигналы левого и правого борта вернутся к самолету на одной и той же частоте. При отправке через компаратор на выходе получается нулевое напряжение, что указывает на отсутствие бокового дрейфа. Теперь рассмотрим случай, когда самолет уносит вправо. В этом случае сигнал правого борта будет сдвинут вверх по частоте, а сигнал левого борта — вниз. Скорость движения не интересует, только угол. Для измерения угла вся антенная решетка была установлена ​​на моторизованном шарнире и вращалась взад и вперед до тех пор, пока выходной сигнал снова не стал равным нулю.

Как только угол дрейфа будет точно измерен, антенна будет направлена ​​прямо в направлении дрейфа. Таким образом, любая разница в частоте между передним и задним сигналами наведения в этой точке является мерой путевой скорости.

Green Satin представляла собой импульсную систему, хотя и не была импульсно-доплеровским радаром в обычном понимании. Импульсы использовались для того, чтобы можно было использовать одну антенну как для вещания, так и для приема, а не для измерения расстояния (или, в данном случае, высоты) посредством синхронизации импульса. Частоты сравнивались в пределах одного импульса ( моноимпульсный радар ), поэтому высокая стабильность частоты в течение более длительного времени многоимпульсной обработки не требовалась. Таким образом, Green Satin был основан на простом магнетронном генераторе с полостью, а не на более стабильных по частоте решениях, таких как клистрон .

Электроника размещалась в двух герметичных контейнерах, установленных на больших объединительных панелях, которые включали в себя источники питания и различные электрические соединения. Они были установлены над кабиной на задней переборке «Канберры». Некоторые из них сохраняли давление спустя десятилетия после вывода из эксплуатации.

Данные с «Зеленого атласа» передавались в систему навигации и бомбардировки (NBS), механический компьютер , который рассчитывал текущее местоположение самолета посредством постоянного точного счисления входных данных. Большая часть этих входных данных автоматически вводилась с различных приборов самолета, но данные Green Satin обычно вводились вручную. Выходными данными NBS были рассчитанные широта и долгота, основанные исключительно на скорости полета и курсе, затем к ним добавлялись значения из Green Satin для получения окончательных результатов в навигационном компьютере. Эти выходы также управляли схемами коррекции в H2S Mk. Бомбардировочные радары IX и бомбовый прицел Mark XIV для корректировки прогнозируемых траекторий бомб.

Тестирование

Чтобы определить эксплуатационную точность Green Satin, с ранней Канберры была проведена длительная серия испытательных полетов над сушей и водой. Однако для этих испытаний гирокомпас G4B оказался слишком неточным, поскольку требовал постоянной поправки на дрейф. И хотя Джи был достаточно точен для этой цели, исправление потребовало от оператора длительных ручных вычислений. Программа испытаний потребовала дополнительного оборудования для решения обеих этих проблем.

Точную информацию о курсе предоставлял прибор Azimuth Datum Instrument (ADI), звездный трекер, установленный на перископе так, что он проецировал свое изображение на пластину перед навигатором. Используя измерения углов, аналогичные тем, которые производятся с помощью секстанта , можно было точно определить курс самолета. Для определения первоначального положения Gee была заменена системой Decca Navigator (Mark 6), которая напрямую выводит измерения на три циферблата.

Расположив выходы ADI и Decca на навигационной консоли вместе с выходами Green Satin, кинокамера смогла записывать все в реальном времени для последующего анализа данных на земле. Это заключалось в том, чтобы каждые шесть секунд делать снимки настроек и затем усреднять положения инструментов. Испытания показали, что точность Green Satin над землей в прямолинейном и горизонтальном полете составляла менее ± 0,1% от пройденного расстояния и менее ± 0,1 градуса при дрейфе.

В использовании

Первоначально Green Satin использовался с простой системой отображения с двумя большими циферблатами, показывающими истинную скорость хода в узлах слева и угол сноса справа. Выходные данные этой системы обычно отправлялись вместе с выходными данными компаса G4 на индикатор положения земли (GPI) Mark 4. GPI представлял собой простой механический компьютер , который интегрировал входные данные для получения смещения от исходного местоположения, предоставленного пользователем (например, взятого из Gee), и представлял это либо в виде широты и долготы, либо в виде опорных чисел сетки на двух дисплеях, похожих на одометры .

Первоначально Green Satin использовался в Канберрских силах, но вскоре стал использоваться на большинстве более крупных самолетов RAF. Проблемы с захватом спокойной морской поверхности привели к тому, что вместо этого пришлось использовать навигационное оборудование Decca во время Grapple прицеливания бомбы с самолета Valiant .

Другие приложения

Green Satin также использовался в сочетании со второй радиолокационной системой Red Setter для создания бортовой радиолокационной системы бокового обзора (SLAR). При этом использовалась антенна и электроника от H2S Mark IXA , но сканирующий двигатель был отключен, поэтому он обычно был направлен в одну сторону самолета. Угол сноса от Green Satin подавался в двигатель для внесения незначительных корректировок, чтобы антенна была выровнена под прямым углом к ​​​​пути самолета, независимо от курса.

ЭЛТ-дисплей, используемый в обычном H2S, был оснащен пленочной системой с моторизованной приемной катушкой. Двигатель был подключен к выходу скорости движения Green Satin, поэтому он протягивал пленку по передней части дисплея с заданной скоростью, независимой от скорости полета. При выключенном сканирующем двигателе дисплей на ЭЛТ представлял собой одну строку, яркость которой модулировалась отраженными сигналами на различных расстояниях от самолета. Это обнажило пленку, создав 2D-изображение земли сбоку от самолета.

Пленка была пропущена через систему быстрого проявления, созданную Кельвином Хьюзом , который создавал подобные системы для самых разных целей. Фильм был обработан и готов к просмотру после небольшой задержки.

См. также

• AN/APN-89 , американский эквивалент Green Satin.

Ссылки

Библиография

• Панну, Анандип. «Канберра: Фоторазведывательные марки PR.57 и PR.67» . Архивировано из оригинала 10 мая 2013 г. Проверено 17 мая 2012 г.
• Фернер, Джек (1997). «Глава 9: События в начале 1950-х годов» (PDF) . История аэронавигации в ВВС Великобритании . стр. 92–97. Архивировано из оригинала (PDF) 3 августа 2017 г. Проверено 3 августа 2017 г.
• Ламберт, Малькольм (март 2005 г.). "Canberra PR.3 WF922 в Музее авиации Мидленда" . Мидлендский музей авиации .
• Ловелл, Бернард (1991). Эхо войны: история радара H2S . ЦРК Пресс. ISBN  9780852743171 .