Радар, судно класса «воздух-поверхность», Mark II или ASV Mk. II, для краткости, представлял собой бортовой радар поиска морской поверхности , разработанный Министерством авиации Великобритании непосредственно перед началом Второй мировой войны . Это был первый радар, установленный на самолете, который использовался в боевых условиях. Он широко использовался самолетами Берегового командования Королевских ВВС , Авиации флота и аналогичных группировок в США и Канаде. Была также разработана версия для малых кораблей — Тип 286 Королевского флота .
Система была разработана в период с конца 1937 по начало 1939 года после случайного обнаружения кораблей в Ла- Манше экспериментальным радаром класса «воздух-воздух» . Оригинальный ASV Mk. Я поступил на вооружение в начале 1940 года, и меня быстро заменил значительно улучшенный Mk. II. Единственный Мк. II был отправлен в США во время миссии Тизард в декабре 1940 года, где он продемонстрировал свою способность обнаруживать крупные корабли на расстоянии 60 миль (97 км). Производством немедленно занялись компании Philco в США и Research Enterprises Limited в Канаде: только в США было произведено более 17 000 экземпляров.
Это был Мк. II снарядил Fairey Swordfish , который обнаружил немецкий линкор «Бисмарк» в пасмурном небе, торпедировал его и привел к его разрушению на следующий день. Мк. II был лишь частично эффективен против гораздо меньших по размеру подводных лодок , особенно потому, что сигнал затухал по мере приближения самолетов к цели, и они теряли контакт ночью. Чтобы сократить разрыв, был введен фонарь Ли , позволяющий визуально обнаружить подводную лодку после того, как она исчезла с дисплея радара. С появлением фонаря Ли ночные перехваты подводных лодок стали обычным явлением и превратили немецкие порты в Бискайском заливе в смертельные ловушки.
СВЧ - радар ASV, ASVS, находился в разработке с 1941 года, но необходимые магнетроны с резонатором были в ограниченном количестве, и приоритет был отдан H2S . Захват Mk. Оснащение немцами Vickers Wellington II привело к появлению радар-детектора Metox , настроенного на его частоты. Вскоре за этим последовали сообщения британских пилотов о том, что подводные лодки ныряют, когда самолеты начали приближаться. Новая конструкция на базе H2S, ASV Mk. III был срочно принят на вооружение, заменив Mk. II начало 1943 г. Мк. II продолжал использоваться на протяжении всей войны на других театрах военных действий.
В начале разработки первой британской радиолокационной системы Chain Home (CH) Генри Тизард забеспокоился, что система CH окажется настолько эффективной, что немецкие ВВС ( Люфтваффе ) будут вынуждены перейти к ночным бомбардировкам . Тизард знал, что летчик-истребитель мог увидеть бомбардировщик максимум на расстоянии около 1000 ярдов (910 м), тогда как точность системы CH составляла около 5 миль (8,0 км). [1] Он написал записку на эту тему 27 апреля 1936 года и отправил ее Хью Даудингу , который в то время был членом Air по исследованиям и разработкам , и скопировал Роберту Уотту в исследовательском центре CH в поместье Боудси в Саффолке. [2]
Уотт встретился со своими исследователями в местном пабе Crown and Castle и согласился, что лучшим решением будет внедрение небольшого радара, который можно будет установить на ночной истребитель . Если бы бортовой радар имел дальность действия около 5 миль, CH можно было бы поставить задачу вывести истребитель в общую зону, а затем собственный радар истребителя мог бы взять на себя управление и вести их до тех пор, пока противник не станет виден визуально. «Тэффи» Боуэн попросил взять на себя этот проект и сформировал небольшую команду для рассмотрения проблемы в августе 1936 года. Они дали концепции название RDF2, поскольку Chain Home в то время была известна как RDF1. Позже это будет известно как « РЛС воздушного перехвата », или сокращенно ИИ. [3]
Основной проблемой, с которой столкнулась Воздушно-десантная группа, была проблема длины волны . По ряду причин антенна с разумным усилением должна иметь длину того же порядка, что и длина волны сигнала, при этом полуволновой диполь является распространенным решением. CH работал на длинах волн порядка 10 метров, что требовало антенн длиной около 5 метров (16 футов), что слишком велико, чтобы их можно было практически перевозить на самолете. В течение 1936 года основной задачей группы была разработка радиосистем, работающих на гораздо более коротких длинах волн, и в конечном итоге они остановились на системе, работающей на длине волны 6,7 м, на основе экспериментального телевизионного приемника, построенного в EMI . [4]
В начале 1937 года Воздушно-десантная группа получила несколько электронных ламп для дверных ручек Western Electric Type 316A. Они подходили для создания передатчиков постоянной мощностью около 20 Вт на длинах волн от 1 до 10 м. Перси Хибберд построил новый двухтактный усилитель , используя две из этих ламп, работающих на длине волны 1,25 м; ниже 1,25 м чувствительность резко падает. [5] Джеральд Тач преобразовал приемник электромагнитных помех на ту же частоту, используя его в качестве части промежуточной частоты супергетеродинной схемы. Новые комплекты были установлены на Handley Page Heyford в марте 1937 года .
Во время своего первого полета комплекс продемонстрировал очень ограниченную дальность поражения самолетов. Однако во время полета операторы заметили на дисплее странные сигналы. Наконец они поняли, что это были причалы и краны в доках Харвича, в милях к югу от Боудси. Появилось также судоходство, но команде не удалось его как следует протестировать, поскольку «Хейфорду» было запрещено летать над водой. [7]
После этого случайного обнаружения корабля команде были предоставлены два морских патрульных самолета Avro Anson , K6260 и K8758 , а также пять пилотов, дислоцированных на близлежащей авиабазе RAF Martlesham Heath, для проверки этой роли. Ранние испытания продемонстрировали проблему с шумом системы зажигания, мешающим работе приемника, но вскоре эта проблема была решена слесарями Королевского авиастроительного завода (RAE). [8]
Во время своего первого настоящего испытания 17 августа Anson K6260 с Тачем и Китом Вудом на борту сразу же обнаружил судно в Ла-Манше на расстоянии от 2 до 3 миль (3,2–4,8 км). Это было особенно впечатляюще, учитывая очень низкую мощность передатчика, около 100 Вт на импульс. [9]
К этому времени Ватт переехал в штаб-квартиру Министерства авиации в Лондоне. Он услышал об успешном испытании и позвонил команде, чтобы узнать, будут ли они готовы к демонстрации в начале сентября. Планировалось провести военные учения в Ла-Манше с участием объединенного флота кораблей Королевского флота и самолетов Берегового командования Королевских ВВС , и Уотт хотел сорвать вечеринку. Днем 3 сентября 1937 года K6260 успешно обнаружил линкор HMS Rodney , авианосец HMS Courageous и легкий крейсер HMS Southampton , получив очень сильную отдачу. [10]
На следующий день они взлетели на рассвете и почти в полной пасмурности обнаружили «Отважного» и «Саутгемптона» на расстоянии 5–6 миль (8,0–9,7 км). Когда они приблизились к кораблям, «Энсон» в конце концов стал виден сквозь облака, и команда смогла увидеть запускающий самолет «Отважный» в тщетной попытке их перехватить. [7] Погода была настолько плохой, что операторам пришлось использовать радар в качестве навигационной системы, чтобы найти дорогу домой, используя отражение от прибрежных скал. [10]
Перспективы системы не остались незамеченными наблюдателями; Альберт Персиваль Роу из комитета Тизарда прокомментировал: «Если бы они знали, это было бы надписью на стене немецкой подводной службы». [10]
В следующем году команда Боуэна обнаружила, что гораздо больше работает над ASV, чем над искусственным интеллектом. Большая часть этого включала разработку новых антенных систем, более совершенных, чем система на «Энсоне», где диполь располагался снаружи аварийного люка и вращался вручную для поиска сигналов. Среди экспериментов был моторизованный вращающийся диполь, который сканировал всю территорию вокруг самолета и отображал углы по оси X и дальность по оси Y. Похоже, это первый пример того, что сегодня известно как B-scope . [11]
ASV оказалось легко разработать по ряду причин. Во-первых, базовый самолет, как правило, был очень большим, поэтому размер и вес оборудования не были столь важны, как у гораздо меньших по размеру ночных истребителей. Кроме того, на этих самолетах было легче передвигаться во время установки оборудования. Другая причина заключалась в том, что эти самолеты имели тенденцию летать на более низких скоростях, а это означало, что для лучшего приема можно было использовать антенны большего размера, не влияя серьезно на летные характеристики самолета. В первых устройствах использовались стандартные четвертьволновые диполи, установленные в носовой части, но позже в производственных установках они были расширены до трехчетвертных волн. [12]
Но основной причиной того, что ASV было легче разработать, чем ИИ, было поведение радиоволн очень высокой частоты (ОВЧ) при взаимодействии с водой. В случае с ИИ, когда сигнал радара падал на землю, он имел тенденцию рассеиваться во все стороны, отправляя некоторую часть сигнала обратно в сторону самолета. Хотя была возвращена лишь небольшая часть исходного сигнала, размер земли был практически бесконечным, поэтому этот возврат от земли все же был намного более мощным, чем отражение от цели. Самолет, летевший на типичной для немецкого бомбардировщика высоте 15 000 футов (4,6 км), мог видеть самолеты только на расстоянии до 15 000 футов, все, что за пределами этого, было скрыто в возвратном сигнале с земли. Это было гораздо меньшее расстояние, чем 5 миль, необходимые для сокращения разрыва с Chain Home. [1]
Для сравнения, когда тот же сигнал попадал в воду, он имел тенденцию отражаться, а не рассеиваться, направляя большую часть сигнала вперед и в сторону от самолета. Единственный раз, когда сигнал можно было увидеть, - это когда самолет приближался к воде очень близко, когда часть его ударялась о воду прямо перед самолетом, и рассеяние волн вызывало возвращение на землю. Даже тогда сигнал был относительно небольшим по сравнению с огромным возвратным сигналом от земли, наблюдаемым в случае с искусственным интеллектом, и вызывал проблемы только в пределах примерно 0,5 мили (0,80 км) от самолета, хотя в случае с самолетом он мог вырасти до 4,5 миль (7,2 км). государства открытого моря. На практике это оказалось важным ограничением, но в конечном итоге оно было решено обходным путем. [13]
Наконец, форма целей, видимая с радара, была идеальной для обнаружения. Борт корабля, поднимающийся вертикально над поверхностью воды, создавал частичный угловой отражатель . Радиосигналы, попавшие непосредственно на цель, возвращались в приемник, как и любой сигнал, отраженный вперед от воды рядом с кораблем, поскольку этот сигнал также попадал в корабль и отражался обратно в приемник. В то время как самолеты было трудно обнаружить на расстоянии более 4 миль (6,4 км), корабли можно было легко обнаружить на расстояниях порядка 10 миль (16 км). Таким образом работала любая вертикальная поверхность, включая прибрежные скалы, которые можно было обнаружить на очень большом расстоянии и которые оказались чрезвычайно полезными для навигации. [14]
Некоторое время AI и ASV развивались параллельно. В мае 1938 года команда получила лампы Western Electric 4304, которые заменили дверные ручки 316A в передатчике и увеличили мощность передачи до 2000 Вт. В ходе испытаний было доказано, что это увеличивает дальность обнаружения на кораблях до 12–15 миль (19–24 км), хотя в роли ИИ дальность немного улучшилась. [15]
Хотя проблема передатчика считалась решенной с помощью новых ламп, у команды возникли серьезные проблемы с приемниками. Сотруднику Metrovick было приказано начать сборку приемников, и он попросил привести пример, но у команды был только один годный к полетам приемник, и им пришлось передать им старую настольную модель ручной сборки с указанием, что ее нельзя использовать для производство Дизайн. И действительно, Метровик вернул конструкцию, основанную на этой модели, которая оказалась бесполезной. Команда также связалась с Cossor и предоставила полную информацию о требуемой конструкции, но когда шесть месяцев спустя они вернули свою первую попытку, она оказалась совершенно непригодной для использования. Когда они просили об улучшениях, Коссор никогда не отвечал, поскольку был слишком занят другой работой. [16]
В ожидании прибытия приемников «Метровик» и «Коссор» произошла случайная встреча Боуэна со своим бывшим профессором Королевского колледжа, лауреатом Нобелевской премии Эдвардом Эпплтоном . В начале 1939 года Эпплтон упомянул Боуэну, что Pye Electronics также интересовалась экспериментальной телевизионной службой BBC на частоте 45 МГц и построила приемники, которые у них все еще могут быть под рукой. Боуэн посетил компанию в апреле или мае и обнаружил, что у них есть «множество и множество» приемников в готовом к производству виде. Когда они их протестировали, оказалось, что они намного превосходят модели EMI. [17]
Большая часть улучшений в приемнике Pye произошла благодаря использованию нового типа лампы, разработанной Philips , EF50 «Миниватт», которая была разработана специально для эффективного использования УКВ. [17] Трубки имели маркировку Mullard, дочернюю компанию Philips в Великобритании. Когда они провели расследование, Маллард сообщил Министерству авиации, что лампы на самом деле были изготовлены на заводе Philips в Эйндховене , и что попытки начать производство в Великобритании провалились из-за проблем с изготовлением оснований. В базах использовалась новая конструкция, которая сыграла ключевую роль в работе трубок. [17]
Это привело к поспешному запуску производства на заводах Малларда. Эсминец HMS Windsor был отправлен в Нидерланды, чтобы забрать совет директоров Philips, а два грузовых корабля были отправлены для того, чтобы забрать 25 000 EF50 и еще 25 000 баз, на которых Маллард мог бы построить дополнительные трубы, пока будет создана новая производственная линия . Корабли ушли, поскольку продолжалось нападение Германии на Нидерланды, и доки находились под постоянной угрозой воздушного нападения. [17]
К концу июля 1939 года у бригады наконец все было готово, и был разослан заказ на двадцать четыре единицы. [18] Метровик будет строить передатчики, Пай уже наращивал производство того, что стало известно как ленточный приемник Пай , а Пай также начал экспериментальное производство электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), которая оказалась подходящей для использования в радарах. [19]
В начале августа команде сообщили, что министерство авиации заказало 30 единиц искусственного интеллекта и ожидает, что Боуэн установит их на самолеты Bristol Blenheim в течение 30 дней. [19] Когда подразделения начали прибывать, они обнаружили, что передатчик Metrovick также является настольной моделью, и когда они выразили протест, Метровик отметил, что Ватт лично посетил завод и сказал им запустить его в производство, поскольку было известно, что он работает. [20]
Чтобы еще больше запутать ситуацию, когда 1 сентября началась война, большая часть команды AMES была поспешно отправлена в заранее оговоренное место в Университете Данди в Шотландии, но обнаружилось, что ничего не было подготовлено. У ректора остались лишь смутные воспоминания о разговоре на эту тему с Уоттом, а к тому времени студенты вернулись на осенний семестр, и свободных мест было мало. [21]
Группу искусственного интеллекта Боуэна отправили на небольшой аэродром недалеко от Перта (на некотором расстоянии от Данди), который был совершенно непригоден для установки. Тем не менее, начали прибывать радары и самолеты, а также появились новые требования со стороны авиации флота об оснащении некоторых их самолетов ASV в самолетах Swordfish и Walrus. [22]
На встрече в Лондоне 30 ноября 1939 года обсуждались относительные приоритеты Chain Home, Chain Home Low, AI и ASV. Боуэн завершил разработку планов по созданию радиостанций ASV в EKCO с использованием в передатчике новых ламп VT90 (позже известных как CV62), а AI Mk. Я бы использовал более старые DET12 и TY120. Это означало, что ASV будет несколько более продвинутым, чем AI. [18]
Еще одна случайная встреча после встречи побудила Боуэна попробовать новый материал, полиэтилен , от Imperial Chemical Industries (ICI), который производил превосходный коаксиальный кабель и аккуратно решал возникающие у них электрические проблемы. Вскоре он стал использоваться во всей отрасли. [23]
Первый ASV с использованием серийных деталей был вручную установлен на Walrus и отправлен в Госпорт для испытаний. Эта версия работала на номинальной длине волны 1,5 м и частоте 214 МГц. [18] Пролетая на высоте всего 20 футов (6,1 м) над водой, радар легко обнаруживал корабли вокруг Солента. Луис Маунтбаттен наблюдал за этим представлением и немедленно заказал установку такого же корабля на свой эсминец HMS Kelly . Вскоре ВМФ начал разработку Типа 286, и 200 таких единиц в конечном итоге будут установлены на эсминцах и торпедных катерах. [24]
Тем временем Бернард Ловелл прибыл в Перт и через контакты в министерстве авиации сумел убедить их, что это место непригодно для их работы. Было выбрано новое место в ВВС Великобритании в Сент-Атане в Уэльсе, и в ноябре 1939 года команда переехала в ангар на аэродроме. Условия оказались немногим лучше, чем в Перте, и команда была вынуждена работать при отрицательных температурах, поскольку двери ангара были закрыты. пришлось оставить открытым. Тем не менее, к концу декабря им удалось разместить 17 радаров ИИ на «Бленхеймах» и 3 ASV на вновь прибывших « Локхид-Хадсон» берегового командования . В январе это число улучшилось до 18 AI и 12 ASV, и эта цифра продолжала расти в течение года. [25]
.jpg/1280px-IMG_2718_(9125829780).jpg)
К началу 1940 года «Хадсоны» прибывали по два-три в неделю, и экипажи смогли быстро установить декорации благодаря удобной рабочей среде в большом фюзеляже. В это время команда была достаточно большой, чтобы они смогли отправить небольшую группу в док Пембрук , где 10-я эскадрилья RAAF управляла Шорт-Сандерлендом . [26] Группе удалось быстро укомплектовать ASV Mk. Я направился к этим самолетам, а за ними следовала « Консолидированная Каталина» , которая тоже только что начала прибывать. Тем временем Роберт Хэнбери Браун и Кейт Вуд начали обучать экипажи тому, как лучше всего использовать системы. [25]
Испытательные полеты начались в конце 1939 года, и они были использованы в эксплуатации в первые месяцы 1940 года. Пройдет некоторое время, прежде чем соответствующие комплекты AI Mark IV будут введены в эксплуатацию в июле 1940 года, что сделает ASV первой в мире действующей бортовой радиолокационной системой. [a] Поначалу экипажи сочли систему относительно бесполезной для атак, поскольку они не могли надежно обнаружить подводные лодки, единственные немецкие корабли в этом районе. Испытания показали, что максимальная дальность обнаружения на надводной подводной лодке составляет около 5,5 миль (8,9 км), поэтому в условиях открытого моря с минимальной дальностью в 4,5 мили это оставляет мало места для обнаружения. [27] Но они нашли эти наборы полезными для наблюдения за конвоями, а также для навигации, наблюдая за отражениями от морских скал. [25]
Но чрезвычайно полезным устройство стало после того, как командир эскадрильи Сидни Лагг установил на базе транспондер IFF Mark II , настроенный на работу на частотах ASV. Система IFF транслировала короткий импульс радиосигнала всякий раз, когда слышала импульс от одного из радаров ASV, и ее сигнал был настолько мощным, что экипажи могли уловить его на расстоянии от 50 до 60 миль (80–97 км) от базы, что делало Обратный рейс на RAF Leuchars гораздо менее насыщен событиями. Экипажи стали называть маяк «Мать». [26]
В феврале 1940 года был составлен сборник ранних боевых отчетов, чтобы лучше понять, как улучшить систему. К этому времени Mk. Меня также посадили на самолеты «Блэкберн Бота» и «Бристоль Бофорт» . В отчетах отмечалось, что система была полезна для обнаружения кораблей ночью или в плохую погоду, но страдала от того факта, что вражеские корабли обычно прижимались к береговой линии, где возвраты с суши часто заглушали возвраты кораблей. Это также было полезно для руководства атакой, когда облачный покров был ниже 1500 футов (460 м), поскольку они могли атаковать, даже не будучи замеченными. [28]
Основываясь на опыте Mk. I подразделения в полевых условиях, в январе 1940 года Джеральд Тач приступил к разработке нового набора, работая в RAE. Хэнбери Браун присоединился к нему в феврале 1940 года .
Новый ASV Mk. II по сути представлял собой рационализированную и доработанную версию Mk. I, мало отличающийся с точки зрения электроники, но существенно отличающийся с точки зрения компоновки, проводки и конструкции. Среди изменений было отделение электроники приемника от дисплея, чтобы можно было исправить любую из них, заменив их по отдельности и используя набор стандартных электрических разъемов на всех кабелях. [28]
В результате Мк. II был гораздо более надежным, чем Mk. Я; он не обеспечивал повышенной производительности, но сохранял эту производительность, несмотря на грубое обслуживание, и его было гораздо легче исправить в полевых условиях. [29] Единственным другим серьезным изменением было перемещение рабочей частоты с 214 МГц на 176 МГц, поскольку было обнаружено, что Mk. Создавались помехи корабельным радиомаякам . [28]
Заказ на 4000 единиц был размещен у EKCO и Pye. По неизвестным причинам переговоры по контракту потребовали значительного времени для завершения, и на протяжении всего производственного цикла они боролись за первенство с подразделениями AI и Chain Home Low , которые также использовали полосу Пай. Первый Мк. II начали поступать летом 1940 г., и к октябрю 1940 г. было доставлено 140 передатчиков, 45 приемников и 80 дисплеев. К концу марта 1941 года это число увеличилось до 2000 передатчиков и 1000 приёмников. [30]
Мк. II добился своего первого успеха 30 ноября 1940 года, когда Whitley Mk. VI повредил U-71 в Бискайском заливе . [31] [b] 26 мая 1941 года Fairey Swordfish , оснащенный Mk. II обнаружил «Бисмарк» , когда он пытался вернуться во Францию для ремонта. [32] Это обнаружение привело к затоплению «Бисмарка » на следующий день. [33] К середине 1941 года радар ASV увеличил дневные атаки на подводные лодки на 20% и впервые сделал возможными ночные атаки. Первую успешную ночную атаку на подводную лодку осуществил «Суордфиш» 21 декабря 1941 года. [34]
ASV не был предназначен для обнаружения подводных лодок, но испытания, проведенные в конце 1939 года компанией Hudsons из 220-й эскадрильи RAF против HMS L27 , показали, что можно обнаруживать надводные подводные лодки на ограниченном расстоянии и в условиях низкого уровня моря. [35]
Эксперименты показали, что основной проблемой, вызывающей малую дальность действия, был низкий коэффициент усиления антенн. Учитывая низкую скорость самолета и сопротивление не было серьезной проблемой по сравнению с ролью ИИ, команда смогла использовать антенны Яги с гораздо более высоким коэффициентом усиления. Типичные установки имели передатчик в передней части носа и два приемника под крыльями, направленные наружу в точке половинной мощности , обычно 22,5 градуса. Новые антенны, получившие название Long-Range ASV или сокращенно LRASV, стали доступны для установки в 1940 году. [35]
Вскоре после переезда в Сент-Атан в 1939 году Хэнбери Браун получил запрос на установку ASV на бомбардировщик Armstrong Whitworth Whitley , который больше не был конкурентоспособным и использовался для других целей. Браун воспользовался шансом разработать новую антенну, тип решетки Sterba , которая простиралась вдоль обеих сторон плоской задней части фюзеляжа и стреляла в стороны, а не вперед. Этот «широкий бортовой массив» позволял самолету обыскивать обширные районы океана по обе стороны от самолета одновременно, что является большим улучшением по сравнению с конструкцией, ориентированной только вперед. [35]
Широкополосная решетка обеспечивала усиление примерно в 2,5 раза больше, чем исходная система. Это позволило ему обнаруживать корабли среднего размера на расстоянии 40 миль (64 км) и надводные подводные лодки на расстоянии от 10 до 15 миль (16–24 км), что является огромным преимуществом по сравнению с Mk. Я стилизую антенны. Самолет мог сканировать подходы к конвою, пролетая на расстоянии 10 миль в одну сторону от него, проходя по траектории шириной 20 миль. Подводные лодки не были достаточно быстрыми, чтобы преодолеть это расстояние до того, как самолет вернулся для нового зачистки. Была некоторая дискуссия о том, чтобы установить на него специальный дисплей, чтобы облегчить интерпретацию, но вместо этого он был принят на вооружение с оригинальным дисплеем ASV. [36]
В начале 1940 года в Министерстве авиации и в правительстве в целом шли длительные дебаты о том, следует ли информировать Соединенные Штаты о многих технологических разработках, происходящих в Великобритании. Великобритания страдала от нехватки рабочей силы и производственных мощностей — проблемы, которую США могли легко решить. Они также надеялись получить доступ к бомбовому прицелу «Норден» , который на несколько лет опережал их версию — Автоматический бомбовый прицел . [37] Тем не менее, концепции радаров считались одними из самых передовых в мире, и передача их США означала бы передачу некоторых из лучших идей Великобритании для эксплуатации страной, которая тогда еще была неприсоединившейся стороной. [38]
В конце концов, Уинстон Черчилль лично отклонил все оставшиеся возражения и поручил Генри Тизарду принять меры. Рассмотрев множество разрабатываемых технологий, команда Тизарда в конечном итоге выбрала четыре; ИИ Мк. IV, АСВ Мк. II, IFF Mark II и новый магнетрон с резонатором, который сделал радары намного меньше и мощнее. Им также было известно и разрешено говорить о других технологиях, включая реактивный двигатель и первоначальные концепции ядерной бомбы, подробно описанные комитетом MAUD . [39]
По разным причинам команда миссии сначала отправилась в Канаду, где встретилась с членами Национального исследовательского совета Канады (NRC) в Оттаве . [40] Здесь они были удивлены, узнав, что в сентябре 1939 года NRC начал работу над радаром ASV с использованием адаптированного радиовысотомера, построенного компанией Westinghouse Electric в США. Этот набор работал на относительно короткой длине волны 67 см, что примерно вдвое меньше, чем у британского набора 1,5 м. К ноябрю прототип уже работал и добился некоторого прогресса. [41]
Миссия Тизарда пробыла в Оттаве всего два дня, прежде чем отправиться в Вашингтон. В это время радиогруппы NRC тщательно изучали подразделение ASV, пытаясь узнать все, что могли, о его конструкции, прежде чем оно отправится в США. Это привело к спорам о том, продолжать ли разработку собственной системы, более короткая длина волны которой сделает ее более подходящей для использования в самолетах, или просто построить британскую установку с использованием канадских и американских ламп. [42]
Прибытие миссии в Вашингтон поначалу привело к аналогичным сюрпризам, когда команда узнала, что армия и флот США разработали радары, аналогичные британским Chain Home и Chain Home Low. Однако ВМС США жаловались, что было бы намного лучше, если бы радары работали на микроволновых частотах, и объясняли свое разочарование тем, что существующие микроволновые устройства имеют мощность всего в несколько ватт. Боуэн полез в свой сейф и достал магнетрон номер 6 с резонатором. Это устройство производило импульсы мощностью около 10 кВт, что в сотни раз больше, чем устройства в США, а новые модели вскоре производили в десять раз больше импульсов. [43]
Это событие растопило лед, и вскоре обе команды составили полный график разработки и производства всех британских образцов. В конечном итоге было решено, что американские компании начнут производство комплектов ASV и AI длиной 1,5 м, одновременно начав исследования новых радаров, использующих магнетрон. [43] В конечном итоге стороны, участвующие в проекте Research Enterprises Limited (REL) в Торонто , построят британское подразделение AVS как есть, построив для его строительства новый завод. В конечном итоге было произведено несколько тысяч единиц, в основном проданных в США. [42]
Несмотря на способность системы обнаруживать подводные лодки в ночное время, атаковать их было делом непростым. После определения приблизительного местоположения на бортовой антенной решетке цель была нанесена на карту, и самолет маневрировал так, чтобы начать приближаться к ней, используя направленные вперед антенны. Они имели меньшее усиление и подхватывали подводную лодку на более коротких дистанциях, поэтому существовала вероятность того, что подводная лодка могла уйти, когда они переключились с бокового подхода на передний. [44]
Но настоящая проблема заключалась в том, что минимальная дальность действия радара составляла в лучшем случае около 1000 ярдов; на более коротких дистанциях отраженный сигнал от цели сливался с остаточным сигналом передатчика и становился невидимым в электронном шуме и рассеянии на воде. К сожалению, расстояние в 1000 ярдов было слишком большим для того, чтобы подводную лодку можно было обнаружить визуально ночью, за исключением идеальных условий, таких как полнолуние. Та же проблема затронула и радары ИИ, но в данном случае она была гораздо более серьезной из-за небольшого размера авиационных целей по сравнению с подводной лодкой или кораблем, и команда приложила значительные усилия, пытаясь решить эту «минимальную задачу». Споры о дальности действия», пока безуспешно. [45]
Пока эта работа продолжалась, было предложено новое решение. Хамфри де Верд Ли , кадровый офицер Королевских ВВС, придумал эту идею после разговора с возвращающимся экипажем и изучения проблемы отсечки на малом расстоянии. Он встроил прожектор в обтекаемый контейнер с линзой, которая распределяла луч так, что он покрывал территорию шириной в несколько градусов на расстоянии 1000 ярдов (910 м), примерно под тем же углом, что и луч радара. Он включался бы в момент исчезновения сигнала на экране радара, освещая цель и позволяя визуально осуществить последние секунды захода на посадку. [46]
В марте 1941 года его начали пытаться установить на Vickers Wellington , и после некоторых усилий он успешно совершил полет. Хотя министерство авиации было убеждено, что идея осуществима, они решили повторно использовать более старую конструкцию прожектора, известную как Turbinlite , которая изначально предназначалась для использования в аналогичной роли на ночных истребителях. Он был не таким мощным, как версия Ли, но был меньше и уже доступен в некоторых количествах. Несмотря на огромные усилия, Турбинлайт так и не работал удовлетворительно. Лишь в конце 1941 года министерство признало это и вернулось к первоначальной конструкции де Лея. Все это время он продолжал тайно развивать его. [47]
Первые образцы Leigh Light начали появляться в начале лета 1942 года. Первый успех был достигнут 5 июля 1942 года, когда самолет «Веллингтон» 172-й эскадрильи британских ВВС потопил U-502 . С этого момента комбинация ASV Mk. II и Leigh Light оказались чрезвычайно эффективными. К концу лета было атаковано так много подводных лодок, что покидать базу ночью, ранее совершенно безопасное, теперь считалось самоубийством. Немцы были вынуждены покинуть свои базы в течение дня, чтобы хотя бы увидеть атакующие самолеты и дать бой, но это оказалось немногим безопаснее. [48]
В то время как Мк. II находился в процессе достижения некоторых из своих величайших успехов: в конце лета 1942 года экипажи вернулись на базу, заявив, что за хорошими обнаружениями немецких подводных лодок последовали исчезновения кораблей при приближении. Быстро выяснилось, что немцы устанавливали на свои лодки радар-детекторы и ныряли, когда увидели приближающийся самолет. [49] [44] Такая возможность рассматривалась в октябре 1941 года, но в то время, казалось, не было причин прекращать использование ASV. [50]
Детектор, известный как «Metox» в честь производившей его парижской компании, представлял собой простую систему. Когда был получен импульс на правильной частоте, в наушниках радиста раздавался короткий звуковой импульс. Оператор мог прислушиваться к силе и характеру сигналов, чтобы определить, приближается ли самолет. [49] [с]
Изучая статистику атак в Бискайском заливе в 1942 году, ВВС Великобритании смогли определить, что система была впервые внедрена в июне и к сентябрю стала в значительной степени универсальной. Сравнивая расстояние, на котором подводная лодка была обнаружена и затем потеряна, они подсчитали, что до 50% подводных лодок ныряли еще до того, как АСВ их заметил. То, что когда-то считалось незначительной проблемой, теперь явно стало серьезной проблемой. [50] Впервые с момента внедрения ASV потери при доставке вновь начали расти. [51]
Эффекты были обобщены в исследовании начала 1943 года. Они показали, что до внедрения Metox самолет без радара проводил в воздухе 135 часов на каждую обнаруженную им подводную лодку, в то время как самолет, оснащенный ASV, видел одну на каждые 95 часов полета. С октября, когда Metox был обычным явлением, самолету ASV требовалось 135 часов, а это означало, что Metox, казалось бы, сделал ASV бесполезным. Однако время, необходимое для обнаружения подводной лодки без радара, также увеличилось до 245 часов, так что ASV по-прежнему был полезен. [51]
Краткая передышка в последствиях «Метокса» была близка в декабре 1942 года, когда британские взломщики кодов снова смогли взломать « Военно-морскую загадку» , и потери подводных лодок снова начали расти из-за перехватов, раскрывающих их позиции и приказы. Это было объединено с ключевой ложной информацией, подброшенной пленным британским офицером, который утверждал, что их самолет был оснащен устройством для прослушивания очень слабых сигналов, излучаемых ступенью промежуточной частоты Metox. [52] Это привело к тому, что в начале 1943 года Верховное командование ВМС Германии приказало отключить Metox, что позволило Mk. II, чтобы снова стать эффективным на какое-то время. [53]
Еще одной попыткой улучшить характеристики системы стало введение нового передатчика T.3140. Это давало более чем в десять раз больший сигнал, в среднем 100 кВт на импульс, и тем самым увеличило общий диапазон и производительность. Для этого потребовался более мощный генератор переменного тока , а блок передатчика был вдвое тяжелее оригинального T.3040. [51]
Система была установлена на шести «Сандерлендах» под названием Mark IIA весной 1943 года. Хотя система действительно продемонстрировала гораздо большую дальность действия, было обнаружено, что отражение волн от моря также было гораздо более мощным. К этому моменту Метокс стал универсальным, а дополнительный сигнал дал подводным лодкам значительное дополнительное время для предупреждения. В конечном итоге система была построена всего из двенадцати единиц. [51]
Еще одно решение проблемы Metox было реализовано в системе «Виксен». Это позволило снизить мощность сигнала передатчика ASV. Тщательно рассчитав этот процесс, оператор радара мог обмануть радиста на подводной лодке, заставив его думать, что самолет улетает от них. Это мало повлияло на работу радара при приближении к цели, поскольку даже при меньшем объеме передаваемого сигнала сокращение дальности более чем компенсировало любую потерю мощности из-за отключения звука. [51]
Первые испытания Vixen были проведены в июне 1943 года и в целом прошли успешно, хотя и с некоторыми проблемами. Основная из них заключалась в том, что приглушение создавалось закороченной антенной, и по мере ее настройки изменялась нагрузка на передатчик, что приводило к изменению выходного сигнала. В конечном итоге они не были сочтены важными, и было предложено установить их на все самолеты ASV. Однако производство было заказано только в ноябре 1943 года, а первые комплекты поступили только в феврале 1944 года, к этому моменту ASV Mk. III в значительной степени взял на себя управление. Vixen в оперативном порядке не использовался. [54]
После изобретения резонаторного магнетрона в начале 1940 года все британские войска начали разработку радаров с использованием этой системы, которая генерировала микроволны с длиной волны около 10 см. Среди них были команды Министерства авиации , которые разработали как AI, так и ASV, а теперь обратили свое внимание на AIS и ASVS, где S означает «сенитметрический». [55] Испытания первых устройств для удара по HMS Sealion , проведенные в апреле 1941 года , показали, что они могут обнаружить полупогруженную подводную лодку на расстоянии нескольких миль. [56]
В июне 1941 года официальное заявление директору по развитию коммуникаций (DCD, в то время возглавляемое Робертом Уоттом ) о создании отдельной группы для разработки ASVS было одобрено, но разработка шла медленно. Филип Ди отметил, что первый полет на «Веллингтоне» состоялся только в декабре, и только в январе 1942 года он отметил, что «ASV увидел [маленький корабль] Титларк на расстоянии 12 миль». [56] Это привело к заключению контрактов с Ферранти и Метрополитен Викерс (Метровик) на разработку новой системы ASVS в полезную бортовую систему под названием ASV Mark III. К лету 1942 года у них была готова подходящая система, хотя первые поставки должны были состояться не ранее весны 1943 года. [57]
На протяжении всего этого периода Хэнбери Браун был убежден, что H2S можно также использовать для защиты от судоходства с соответствующими модификациями. Основными проблемами были уменьшение размера антенны, чтобы ее можно было разместить на небольших самолетах Берегового командования, а также модификация антенны для передачи сигнала вперед, а не вниз, в соответствии с самолетом, летящим на высоте 2000 футов (610 м), а не на высоте 20 000 футов. (6,1 км) высота. Он продолжил работу над этим проектом с основными разработчиками H2S, EMI. [58] В конце 1942 года версия Mark III ASVS была отменена и была запущена в производство версия на базе H2S. [57]
После значительной путаницы и споров между береговым и бомбардировочным командованием ASV Mk. III начали прибывать весной 1943 года, и после нескольких довольно разочаровывающих вылетов в марте «Веллингтоны» в конце того же месяца начали совершать успешные атаки. [59] Это был тот же период, когда появилось несколько новых противолодочных технологий, и с апреля по июль они в совокупности привели к огромному количеству потерь подводного флота. К концу июня потери грузовых перевозок в результате атак подводных лодок сократились почти до нуля. [60]
В качестве поставок Mk. III улучшенный, Mk. Самолеты, оборудованные II, были отправлены на второстепенные театры военных действий, где они отслужили войну. Примеры с оригинальными дипольными антеннами находились на вооружении еще в 1943 году, и к тому времени они были известны как SRASV, что означает «малый радиус действия». [12]
Мк. Я и Мк. II в целом были похожи в электронном виде, но различались рабочей частотой и комплектацией. Основное отличие заключалось в том, что Mk. Приемник и дисплей были упакованы в одну большую коробку, а это означало, что в случае неисправности какой-либо части необходимо было заменить весь блок. [28] Сигналы также немного отличались: Mk. Я производил ту же мощность 7 кВт, но с шириной импульса 1,5 мкс и частотой повторения импульсов 1200 Гц. [13]
Остальная часть этого раздела касается Mk. II.
Мк. II работал на частоте 176 МГц ±5 МГц. Он посылал импульсы длительностью около 2,5 мкс 400 раз в секунду. Пиковая мощность составила около 7 кВт. Сигналы передавались через вращающийся переключатель, который чередовался с каждым импульсом, отправляя и получая сигнал по обе стороны самолета. Сигналы возвращались через ленточный усилитель Пая, и каждый второй импульс электрически инвертировался. [12]
Первоначальные антенны «ближнего радиуса действия» состояли из униполей приемника, выходящих горизонтально с обеих сторон носовой части самолета. Позади них находились передатчики, которые представляли собой аналогичный униполюс, но с рефлектором позади него. [12]
Антенны «дальнего радиуса действия» были в двух комплектах. Передатчик представлял собой один Яги, выходящий из носа, и два приемника Яги, обычно под крыльями, расположенные под углом около 15 градусов за бортом. Боковой массив обычно представлял собой занавеску Sterba, идущую вдоль верхней части фюзеляжа самолета, и наборы диполей, идущие по бокам фюзеляжа. [12]
Полная система состояла из нескольких отдельных коробок, которые можно было легко снять для обслуживания. Основные коробки, в которых находятся передатчик Типа 3040 (T.3040), изготовленный EKCO, [61] приемник, изготовленный Pye или EKCO, [62] и «индикаторные блоки» Типа 6 или Типа 96, ЭЛТ. [63]
Использовались два приемника: первый - R.3039 с желудовидными лампами VR95, а второй - R.3084 с пентодами VR136 и триодами VR137. И Pye, и EKCO построили обе версии, и между ними был ряд незначительных отличий. EKCO включила выход для записывающего устройства и несколько других изменений. [62]
Позже был представлен коммутационный блок Aerial Coupling Box Type 8, который позволял переключать одну антенну с передатчика на приемник. Это использовалось на небольших самолетах, таких как Fairey Barracuda , что уменьшало сложность установки. [64]
Выходной сигнал приемника направлялся на дисплей А-скопа , где генератор временной развертки вытягивал луч вертикально от нижней части экрана к верхней. Принятые сигналы отклоняли луч влево или вправо в зависимости от того, какая антенна была активна в данный момент. Оператор сравнил длину точки с обеих сторон, чтобы определить, какая из них выглядела больше, а затем использовал систему внутренней связи, чтобы сообщить пилоту, чтобы он скорректировался в правильном направлении. [12]
Было значительное желание позволить системе иметь второй дисплей перед пилотом, чтобы они могли ориентироваться напрямую, без устных инструкций оператора радара. Однако, несмотря на значительные усилия с 1940 по 1943 год, им не удалось создать версию, которую пилот мог бы видеть днем, но при этом не ослеплять его ночью. В конце концов они отказались от этой идеи и предпочли обучить операторов давать стандартизированные инструкции. [63]
Боевая история Mk. II был тщательно изучен и собрана подробная статистика его работы. В условиях эксплуатации против надводных подводных лодок оригинальные антенны SRASV имели среднюю дальность действия 5,6 миль (9,0 км) при полете на высоте 2000 футов. Передние антенны LRASV улучшились до 6,3 миль (10,1 км), а бортовая решетка еще больше увеличила это расстояние до 6,9 миль (11,1 км). [65] Было обнаружено, что полеты на меньших высотах уменьшают дальность обнаружения, но также и количество помех. [44]
По словам Боуэна, производство Mk. I и II составили 24600 единиц: [66]
Некоторые из этих единиц были перенаправлены на ВМФ как Тип 286 и в армию в качестве основы для их радаров управления прожекторами . [66]