Radar, Gun Laying, Mark III или GL Mk. III для краткости — радиолокационная система , использовавшаяся британской армией для непосредственного наведения или наведения зенитной артиллерии (AA). GL Mk. III был не одним радаром, а семейством родственных конструкций, которые постоянно совершенствовались во время и после Второй мировой войны . Они были переименованы вскоре после их появления в конце 1942 года, став Radar, AA, No. 3 , и часто использовались в паре с радаром раннего предупреждения , AA No. 4, который также выпускался в нескольких моделях.
Разработка Mk. III началась вскоре после появления в начале 1940 года резонаторного магнетрона. Магнетрон позволял радиолокационным системам работать на микроволновых частотах, что значительно уменьшало размер их антенн и делало их гораздо более мобильными и точными. Первоначально начав работу над магнетроном как частью радара класса «воздух-воздух » AI Mk. VIII , команда получила приказ бросить все и как можно быстрее разработать радар для использования в ПВО. Это обернулось фиаско; к концу года было достигнуто очень мало прогресса, и команда вернулась к работе над бортовыми радарами.
Магнетрон также был продемонстрирован канадцам и американцам в рамках миссии Тизарда осенью 1940 года. Сразу после визита Национальный исследовательский совет Канады начал разработку радара GL на основе британской разработки. Первые образцы этих GL Mk. III(C) (для канадцев) прибыли в Великобританию в ноябре 1942 года. Британские единицы немного более продвинутой конструкции, GL Mk. III(B) (для британцев), прибыли в декабре. Было произведено 667 канадских моделей, около 250 из которых служили в Великобритании, в то время как большинство остальных были отправлены на континент или остались в Канаде. Было произведено 876 британских моделей, которые получили более широкое распространение. Пятьдесят Mk. III были поставлены в Советский Союз .
Несколько улучшенных версий Mk. III(B) были опробованы, но ни одна из них не была широко произведена из-за появления в 1944 году SCR-584 из США, который обеспечивал как сканирование, так и отслеживание в одном полуприцепе. Подразделения Mk. III оказались отнесены к второстепенным ролям, таким разнообразным, как артиллерийская корректировка, прибрежное наблюдение и наблюдение с помощью метеозондов . Для этих ролей было проведено несколько модернизаций, и модифицированные метеорологические блоки оставались в эксплуатации примерно до 1957/58 годов. Более радикальное развитие конструкции также привело к значительно улучшенному послевоенному радару AA No.3 Mk.7 , который служил основным радаром ПВО армии до снятия зенитных орудий с вооружения в конце 1950-х годов.
Британская армия начала серьезные исследования в области радиолокационных систем в 1937 году, после того как познакомилась с разработками Министерства авиации на их экспериментальной станции в поместье Бодси . Среди нескольких возможных применений радара армия видела в нем способ решения насущной проблемы точного измерения дальности до воздушных целей. Это делалось оптическими средствами, которые были сложными, трудоемкими и подверженными ошибкам, а радиолокационная система могла бы значительно улучшить эту задачу. Перед группой разработчиков, прозванной «армейской ячейкой», была поставлена задача создания системы, которая обеспечивала бы измерения наклонной дальности с точностью 50 ярдов (46 м) или лучше. [1]
Результатом стала громоздкая система, известная как радар GL Mk. I. Mk. I, как и технология Chain Home, на которой он был основан, использовал отдельные передающие и приемные антенны, которые должны были перемещаться синхронно для отслеживания целей. Система не обеспечивала точного измерения пеленга и не имела возможности измерения угла места. Однако она соответствовала требованию точности в 50 ярдов по дальности, мера, которая автоматически вводилась в аналоговые компьютеры , обрабатывавшие баллистические расчеты. Эффективность орудий немедленно улучшилась; до прибытия Mk. Было подсчитано, что для уничтожения одного самолета требовалось выпустить 41 000 снарядов; введение Mk. I вместе с улучшенной подготовкой сократило это число до 18 500 к концу 1940 года. [2]
Планы по добавлению измерений пеленга и угла места были запланированы для версии Mk. II, которая должна была быть готова где-то в 1941 году. Когда стало ясно, что потребность была более насущной, Лесли Бедфорд из AC Cossor предложил добавить систему угла места к Mk. I, чтобы как можно скорее вывести ее на поле боя. Это стало системой GL/EF, которая поступила на вооружение в начале 1941 года и привела к значительному снижению количества выстрелов на поражение до 4100, что впервые сделало AA эффективным. Mk. II, который предлагал немного более высокую точность, снизил это количество до всего лишь 2750 выстрелов на поражение, когда он начал поступать в 1942 году. [2]
Основной причиной громоздкости ранних систем GL был побочный эффект радиочастот, которые они использовали. GL была разработана в эпоху, когда единственная доступная электроника была адаптирована из коммерческих коротковолновых радиосистем и работала на длинах волн порядка 5–50 м. Это основной результат радиофизики, что антенны должны быть примерно того же размера, что и используемая длина волны, что в данном случае требовало антенн длиной в несколько метров.
Адмиралтейство было назначено ответственным за разработку электронных ламп (клапанов) для военных нужд. [3] Они были особенно заинтересованы в переходе на гораздо более короткие длины волн как способ обнаружения более мелких объектов, особенно боевых рубок и перископов подводных лодок . Воздушно-десантная группа Министерства авиации, возглавляемая Эдвардом Джорджем Боуэном , столкнулась с противоположной проблемой, желая антенны, достаточно маленькие, чтобы их можно было установить в носовой части двухмоторного самолета. Им удалось адаптировать экспериментальный телевизионный приемник к 1,5 м, но это все еще требовало больших антенн, которые нужно было установить на крыльях. На встрече между Боуэном и Чарльзом Райтом из Экспериментального отдела Адмиралтейства они нашли много причин согласиться с необходимостью системы с длиной волны 10 см. [4]
Учитывая поддержку развития микроволнового излучения со стороны обеих служб, Генри Тизард посетил исследовательский центр компании General Electric Company (GEC) в Уэмбли в ноябре 1939 года, чтобы обсудить этот вопрос. Уотт последовал за этим личным визитом некоторое время спустя, что привело к заключению контракта от 29 декабря 1939 года на установку микроволнового ИИ-радара с использованием обычной ламповой электроники. Тем временем Комитет по развитию коммуникационных клапанов Адмиралтейства (CVD) обратился в Бирмингемский университет с просьбой разработать совершенно новые конструкции трубок, которые могли бы привести к лучшим результатам. [5]
.jpg/1280px-Original_cavity_magnetron,_1940_(9663811280).jpg)
Марк Олифант из Бирмингема изначально атаковал проблему, пытаясь дальше развивать клистрон , довоенное изобретение, которое было одной из первых успешных микроволновых частотных трубок. Клистрон производит микроволны, посылая электроны мимо резонансных полостей, заставляя микроволновую радиоэнергию депонироваться внутри. Этот процесс неэффективен, и для получения полезного выхода обычно используются несколько резонаторов, хотя это дает очень длинные трубки. Несмотря на многочисленные попытки, к концу 1939 года их лучшие клистроны генерировали всего 400 Вт, что намного ниже того, что было бы необходимо для использования радара. [5]
Двое младших членов команды, Джон Рэндалл и Гарри Бут , были приглашены рассмотреть другую концепцию, но также не смогли созреть. Оставшись без дела, они начали рассматривать альтернативные решения. Они натолкнулись на идею использования нескольких резонансных полостей, расположенных по кругу за пределами общего центрального сердечника, в отличие от линейного расположения клистрона. Электроны изгибались в круговую траекторию с помощью мощного магнита. В этом расположении электроны много раз проходили через резонаторы, создавая, по сути, клистрон с сотнями резонаторов. Их самый первый магнетрон с полостью выдавал 400 Вт и был доведен до более чем 1 кВт в течение недели. Через несколько месяцев у GEC появились модели, производящие импульсы мощностью 10 кВт. Вскоре они использовались в разработке новой бортовой радиолокационной системы, первоначально известной как AIS, для Airborne Interception, Sentimetric [так в оригинале]. [6]
Тем временем армия несколько раз посещала GEC в 1940 году и наблюдала их прогресс в использовании обычной ламповой электроники на более коротких волнах. В серии шагов GEC удалось уменьшить рабочие длины волн своих систем с 1,5 м, исходной частоты бортового радара, до 50 см, а позднее до 25 см. Их можно было использовать в направленной системе с антенной размером в метр или меньше. В отличие от группы Airborne, которой требовались еще более короткие длины волн, чтобы сделать очень маленькие антенны, которые могли бы поместиться в носовой части самолета, или ВМС, которым требовалась система с достаточным разрешением для обнаружения перископов, армия искала только практическое улучшение точности и меньшие антенны. Это можно было удовлетворить с помощью решения GEC. [7]
В августе 1940 года [8] армия выпустила спецификацию для нового радара GL, который объединял УКВ-набор, как у Mk. II, с микроволновой системой слежения с высокой точностью. Она требовала:
PE Pollard из Air Defense Research and Development Establishment в Крайстчерче, Дорсет, был одним из первых, кто рассматривал радар еще в 1930 году, и некоторое время работал с «армейской ячейкой» на экспериментальной станции Министерства авиации, прежде чем присоединиться к другим армейским исследователям в Крайстчерче, Дорсет . Они выбрали British Thomson-Houston (BTH), которая построила более ранние 5-метровые GL-комплекты, для создания прототипа. [7] Поллард переехал на заводы BTH в Рагби, Уорикшир, чтобы работать над новой системой. [8]
Когда Альберт Персиваль Роу , директор радарных групп Министерства авиации, услышал об усилиях армии в сентябре 1940 года, он приступил к созданию собственной разработки GL с использованием магнетрона. После встречи 22 сентября с Филиппом Жубером де ла Ферте , старшим командиром Королевских ВВС, Роу создал команду GL под руководством DM Robinson, используя нескольких членов команды AIS, сказав им, что они должны будут сосредоточиться на проблеме GL в течение следующего месяца или двух. [7]
Это привело к росту трений между Филиппом Ди , который руководил усилиями команды AI по магнетронам, и Роу, который был в целом командующим исследователями Министерства авиации. Ди утверждал, что Роу «воспользовался этой возможностью, чтобы попытаться украсть проблему GL у ADEE» (армейской ячейки) и что «только Ходжкин продолжает спокойно работать с AIS, а Ловелл и Уорд, к счастью, заняты базовой работой с антеннами и приемниками и, следовательно, относительно не обеспокоены этим новым клапаном». [7] По словам Ловелла, это не представляло такого большого сбоя, как полагал Ди. Более того, в некоторой степени работа над клистроном в Бирмингеме продолжалась из-за усилий армии по GL. [9]
Основной проблемой адаптации концепций радара ИИ к проблеме GL была угловая точность. В случае ИИ оператор радара мог отслеживать цель с точностью около 3 градусов, улучшаясь до 1 градуса на близком расстоянии. [10] Этого было более чем достаточно для того, чтобы пилот мог видеть цель прямо по курсу, как только они приближались на расстояние около 1000 футов (300 м). Для наведения орудия на большом расстоянии операторы могли вообще не увидеть цели, поэтому точность должна быть не менее 1 ⁄ 2 градуса, а 1 ⁄ 10 позволит наводить орудия исключительно по радару. [11]
Решение для обеспечения гораздо более высокой угловой точности уже было известно, это была техника, известная как коническое сканирование . Вскоре после того, как Ловелл начал работать над такой системой, Эдгар Ладлоу-Хьюитт , генеральный инспектор Королевских ВВС, посетил Роу. После визита Роу сказал команде, что полный комплект GL должен быть готов для установки на пушку через две недели. [9] К 6 ноября Робинсон собрал прототип системы, но к 25 ноября он отправил Роу и Льюису (помощнику Роу) служебную записку, в которой говорилось, что за последние 19 дней система проработала только 2 дня из-за множества проблем. В декабре ему было приказано отнести выполненную на данный момент работу в BTH для разработки в развертываемую систему. 30 декабря 1940 года Ди прокомментировал в своем дневнике, что:
Фиаско GL закончилось тем, что все это было перемещено в BTH целиком, включая двух сотрудников AMRE. В Leeson ничего не работало как надо, и Робинсон считает, что для Льюиса было очень полезно узнать, насколько на самом деле неисправна вся базовая техника. [9]
В рамках миссии Тизарда в августе 1940 года ранний магнетрон был продемонстрирован представителям как Национального исследовательского комитета обороны США (NDRC), так и Канадского национального исследовательского совета (NRC). Вскоре американские и канадские команды установили постоянные контакты и разделили свои усилия, чтобы избежать дублирования работы. Персонал из шести канадцев, временно предоставленных NRC, оставался в Радиационной лаборатории в течение всей войны. [12]
23 октября 1940 года команда NRC получила телеграмму из Англии с просьбой начать работу над системой GL с использованием магнетрона. [12] Требования требовали дальности слежения до 14 000 ярдов (13 000 м) с точностью дальности 50 ярдов (46 м), хотя они хотели, чтобы она была 25. Они также хотели режим поиска неопределенного диапазона с точностью дальности 250 ярдов (230 м). Угловая точность должна была быть не менее 1 ⁄ 4 градуса по обеим осям, но желательным было 1 ⁄ 6. Все выходы должны были напрямую управлять магнитными скольжениями. [11]
Несмотря на то, что в то время разработка радаров в NRC находилась в зачаточном состоянии, Великобритания в значительной степени отсутствовала в дальнейшей разработке. Хотя информация о разработке системы GL продолжала поступать в Канаду, до 1943 года, когда NRC значительно расширил свой офис связи в Лондоне, оказывалась лишь незначительная экономическая или научная поддержка. Такое отсутствие координации серьезно задержало канадское производство многих радарных систем. [13] Напротив, канадско-американская группа связи уже согласилась, что США следует сосредоточиться на более сложной системе, пока канадцы работают над своей базовой конструкцией.
Вдобавок к путанице, к январю 1941 года Министерство снабжения отказалось от продолжающихся усилий армии в Великобритании и выпустило новую спецификацию для GL на основе магнетрона. [9] Это означало, что более ранние усилия по разработке обычного передатчика были напрасны. С другой стороны, к этому времени поставки магнетронов улучшились, и использование одного из них позволило бы создать радар, работающий на еще более коротких длинах волн и гораздо более высокой мощности, что улучшило бы как дальность, так и точность. В конечном итоге BTH поставила экспериментальную маломощную «модель А» 31 мая 1941 года, [a] хотя это было далеко не готовая к использованию система. [8]
Канадская разработка стала известна как Accurate Position Finder, или сокращенно APF. В то время решение для быстрого переключения микроволнового сигнала между двумя антенными фидерами не было решено. Поскольку система имела отдельные электронные системы для трансляции и приема, для каждой из них требовались отдельные антенны. Первоначально команда рассматривала системы с одним передатчиком и одним приемником или одним передатчиком и четырьмя приемниками. Такое обилие антенн не было серьезной проблемой в роли GL; отражатели были около метра в поперечнике, что было не слишком большим для наземной системы, особенно учитывая многометровые антенны GL Mk. II, которые она должна была заменить. [14]
В то время никто не знал, «как спроектировать волновод с вращающимся соединением с малыми потерями», [15], поэтому проблема подачи микроволновой энергии от магнетрона к вращающимся антеннам не имела очевидного решения. Вместо этого они решили принять решение, используемое для более ранних наборов GL, и смонтировать весь свой электронный фургон на опорной плите и направить его в нужном направлении. Это значительно усложнило прицеп, а хрупкость недостаточно спроектированных прицепов стала серьезной проблемой для австралийских пользователей. [16]
Ключевое различие между Mk. IIIc и более ранним Mk. II возникло из-за отсутствия ЭЛТ для отображения. Mk. II имел три ЭЛТ, по одному для дальности, азимута и высоты. Дисплеи высоты и азимута показывали только одну выбранную цель, выбранную оператором дальности, а затем показывали сигналы от верхней и нижней антенн на одном дисплее и левой и правой на другом. Операторы сравнивали длину точек , чтобы определить, какая из них длиннее, и поворачивали кабину в этом направлении. В IIIc дисплеи высоты и азимута были заменены механическими указателями, приводимыми в действие электрической разницей двух сигналов. [17]
Не имея подходящего радара раннего оповещения, похожего на MRU британской армии, NRC также разработал вторую радарную систему, известную как индикатор положения зоны (ZPI). Она была быстро разработана с использованием базовой конструкции, скопированной с радара ASV Mk. II , который был поставлен в рамках усилий по началу производства радаров ASV для ВМС США и береговой охраны . Наборы ASV были основаны на обычной ламповой электронике и работали в диапазоне 1,5 метра, который был распространен среди британских радаров начала войны. Поскольку APF работал на 10 см, два набора не мешали друг другу и могли работать на расстоянии всего нескольких метров друг от друга. В процессе работы ZPI передавал информацию APF, который использовал эту информацию для поиска целей. [18]
Несмотря на отсутствие тесной координации с британскими коллегами, NRC завершил разработку своей версии системы GL в июне 1941 года. [12] Первая полная демонстрация полной системы была проведена канадским официальным лицам 27 июня, а затем — приехавшим с визитом американским официальным лицам 23 июля. В то время главный инженер Westinghouse был крайне впечатлен и заметил члену NRC, «что его компания не поверила бы, что то, что мы сделали за девять месяцев, можно было бы сделать за два года». [18]
Несмотря на отличный старт в плане дизайна, производство единиц вскоре столкнулось со своеобразной канадской проблемой военного времени. Сразу после начала военных действий генерал Эндрю Макнотон , командующий канадскими войсками в Европе, настоятельно рекомендовал правительству создать компанию для снабжения канадских войск различным оптическим оборудованием, таким как бинокли . Их не хватало во время Первой мировой войны , и Макнотон пытался гарантировать, что та же проблема не возникнет снова. CD Howe , министр всего , создал новую Корпорацию Короны , Research Enterprises Limited (REL), чтобы удовлетворить эту потребность. [19] Когда потребность в электронике привела к необходимости создания аналогичной компании, Howe решил расширить REL. REL доказала свою пригодность в области оптики, но когда они расширили свою деятельность на электронику, начались проблемы. [20]
Первый заказ на 40 комплектов GL был размещен в январе 1941 года, до того, как NRC завершила разработку. За этим заказом последовало несколько дополнительных заказов из Канады, Великобритании, Австралии, Южной Африки и других стран. Даты поставок неоднократно переносились, поскольку у REL возникали проблемы с поставками по нескольким ранее заключенным контрактам на другие радарные системы. Первый серийный образец не сошел с конвейера REL до июля 1942 года, когда стало ясно, что проблема есть, и на электронное подразделение было оказано давление с целью ускорить поставки. [20]
К этому моменту в январе 1942 года в Великобританию прибыл один прототип. Он был отправлен в канадскую армию, и британские специалисты по радарам увидели его лишь некоторое время спустя. Когда это произошло, система отображения, использующая механические указатели, оказалась проблемой. Теоретически это было проще и дешевле, но это также заменяло систему, которая уже была хорошо известна операторам Mk. II, и требовала их переподготовки. Другая проблема заключалась в том, что канадские конструкторы добавили систему «velocity lay», которая сглаживала входные сигналы на штурвалы управления, что позволяло более точно отслеживать цель, но это было еще одним изменением, к которому нужно было привыкнуть. Несмотря на эти проблемы, дата поставки версий для Великобритании все еще не была определена, и, вероятно, из-за давления со стороны Линдеманна был размещен заказ на дополнительные 560 экземпляров, в результате чего общее количество в Великобритании достигло 600. [17]
Первая партия наборов GL прибыла в Великобританию в ноябре 1942 года. [20] Когда они прибыли, было обнаружено, что блоки были совершенно ненадежными. Это привело к перепалке между командой NRC и REL. REL пожаловалась, что NRC внесла более 300 изменений в конструкцию, пока настраивалось производство, [18] заполнив папку. NRC, с другой стороны, убедилась, что проблема была полностью связана с RA Hackbusch, директором отдела электроники REL. Макнотон был лично вовлечен и был вынужден вызвать подполковника WE Phillips, директора REL, для личной беседы о проблемах. Он отметил в своем дневнике, что Philips заявил:
...и сказал, что в последнее время наблюдается общее ухудшение состояния нервов, люди устают и наблюдается сильная потеря контроля... Это было очень интересное интервью. [21]
В попытке разобраться в ситуации Маккензи из NRC организовал для полковника Уоллеса посещение REL 11 ноября 1942 года. Уоллес начал разговаривать с людьми в цехе, и в конце концов один из суперинтендантов сказал ему, что Хакебуш лично приказал ему сосредоточиться на количестве, а не на качестве, чтобы системы не тестировались перед поставкой. Также стало ясно, что Хакебуш скрыл это от Филлипса в предыдущих сообщениях. [21]
Несмотря на это и продолжающиеся неудачи в этой области, никаких действий по устранению проблемы не было предпринято немедленно. Во время визита в Оттаву в марте 1943 года Филлипс встретился с Маккензи и Уоллесом и согласился, что проблема реальна, признав «все слабости Хакбуша и [сказал], что они собираются провести фундаментальные изменения, которые, как мы все знаем, просрочены по крайней мере на два года». [21] Однако ничего не было сделано. Только 2 сентября Philips «был вынужден принять его [Хакбуша] отставку». Неделю спустя Уоллес получил эту работу, хотя он также остался директором радиоотдела в NRC. Когда Маккензи посетил REL 30 марта 1944 года, он сообщил, что компания была полностью реорганизована. [22]
Вдобавок к проблемам, REL постоянно не хватало магнетронов, которые производила General Electric в США, ЭЛТ для дисплеев или множества других обычных электронных трубок, которые использовала система. Затем, в середине разработки, Великобритания потребовала, чтобы система была модернизирована для поддержки использования IFF . [15] Не имея собственного блока IFF, использовались британские комплекты, которые, как оказалось, мешали ZPI, которые работали на схожих частотах. [23]
Несмотря на все эти проблемы, REL поставила 314 комплектов к концу 1942 года, и они быстро заменили старые комплекты Mk. II на позициях ПВО по всей Великобритании. Базирующиеся в Великобритании APF сформировали костяк направления ПВО в районе Лондона во время операции Steinbock в начале 1944 года, последней согласованной немецкой бомбардировки с использованием пилотируемых самолетов. [24] Одним из самых ранних применений III(C) в Канаде была система поиска поверхности для обнаружения подводных лодок в реке Святого Лаврентия .
К 1943 году потребность в Mk. III иссякла из-за приближающегося прибытия SCR-584 из США. Великобритания отменила свой заказ в январе 1944 года, что стало серьезным ударом для REL. [25] Из 667 Mk. III(C)s, в конечном итоге завершенных, 600 были отправлены в Великобританию, причем около половины из них использовались в полевых условиях в Европе в качестве мобильных единиц, а другая половина использовалась на стационарных огневых позициях в Великобритании. Небольшое количество Mk. III(C)s, отправленных в Австралию, оказались практически непригодными для использования в том виде, в котором они были доставлены, и их пришлось значительно переделать, чтобы сделать их эксплуатационными. [26]
После того, как в апреле 1941 года был доставлен первый экспериментальный магнетронный набор, BTH продолжила разработку своего проекта Mk. III, представив модель B в июле 1941 года. Это привело к заказу на 28 изготовленных вручную прототипов, пять из которых были доставлены в период с декабря 1941 года по апрель 1942 года, достигнув только восьми к концу 1942 года. Наряду с заказом на прототип, в июле 1941 года был также размещен заказ на еще 900 серийных моделей. Этот последний заказ был позже увеличен до 1500, по 500 штук каждая от BTH, Standard Telephones and Cables и Ferranti . Первая из этих моделей прибыла в декабре 1942 года. [8]
Поскольку конструкция BTH Mk. III(B) была заморожена несколько позже, чем у канадской модели, она отличалась рядом усовершенствований, которые сделали конструкцию гораздо более практичной. Главным из этих отличий было крепление антенн на большом металлическом столбе, роторе , который выступал вниз через крышу к полу прицепа, где он находился в подшипнике. Вместо того, чтобы пытаться вращать микроволновые каналы, III(B) устанавливал радиочастотные компоненты на мачте, а затем подавал на них питание через обычные щетки. Это позволяло антеннам на вершине мачты легко вращаться под управлением оператора, поворачивающего большой маховик. Это устраняло необходимость вращать всю кабину и значительно упрощало перевозку. [27]
Также изменился ряд других деталей, в частности, была устранена электроника, необходимая для сравнения сигналов «влево/вправо» и «вверх/вниз», а также отсутствовала система «укладки скорости». Это сократило количество клапанов со 120 до 60, что было существенной проблемой в ту эпоху, что сделало получившуюся конструкцию меньше, мобильнее и примерно вдвое дешевле. [28] Незначительным изменением стало использование тканевых чехлов, натянутых на антенну и закрепленных на внешнем крае параболических отражателей. С чехлами сборки выглядят как два плоских диска, что легко отличает их от канадской версии.
Именно в этот момент вмешался Фредрик Линдманн . Он не был впечатлен зенитным огнем и заявил, что больше немецких бомбардировщиков будет уничтожено бомбардировками домов людей, которые их производили, чем любое количество, на которое могут надеяться пушки с радиолокационным наведением. Он предложил отменить заказ на производство, чтобы позволить британским фирмам сосредоточиться на радаре H2S , который позволил бы британским бомбардировщикам свободно летать над Германией, и перевести радары ПВО на канадскую модель, которая, казалось, была доступна быстрее в любом случае. [8]
В этот момент возникла нехватка электронных ламп («трубок»), поскольку все службы в Великобритании требовали новых радарных систем. Фредерик Альфред Пайл , генерал, отвечавший за ПВО, не питал никаких иллюзий относительно того, где армия вписывается в график приоритетов. Задержки тянулись, и только в конце 1943 года было достаточно поставок для начала полномасштабного производства. [28]
В этот момент был размещен второй заказ на 2000 единиц. Однако общее производство в течение 1944 года составило всего 548 комплектов. К этому времени начал поступать американский SCR-584, который был значительно лучше, чем Mk. III(B), поэтому производство было намеренно замедлено. Когда производство закончилось в апреле 1945 года, было поставлено в общей сложности 876 единиц. [29] Некоторые из них также включали запросчики для IFF Mark III , которые можно было отличить по двум большим штыревым антеннам, выступающим из задней крыши кабины.
В полевых условиях было замечено, что III(B) может улавливать минометные снаряды на расстоянии около 5000 ярдов (4600 м). Определив положение снаряда в нескольких точках во время полета, можно было вычислить, откуда он был запущен.
Mk. III(B) несколько раз модернизировался в ходе производства, хотя эти более поздние версии известны под более поздним названием AA No. 3 Mk. 2, а Mk. 1 — III(C). [b]
Версия Mk. 2/1 добавила автоматическое слежение, которое позволяло оператору захватывать цель , а затем автоматически отслеживать ее с помощью электроники без дальнейшего ручного вмешательства. /2 была двухрежимной системой, дисплеи которой могли использоваться для противовоздушной обороны или в качестве береговой обороны. /3 также имела функцию слежения, но использовала модель, разработанную Командованием ПВО, а не Армейским научно-исследовательским и опытно-конструкторским центром по радиолокации (RRDE). /5 была /2 с той же функцией слежения, что и /3. AA No. 3 Mk. 2(F) была немодифицированной системой № 3, используемой Полевой армией в качестве радара для обнаружения минометов .
Это был AA No. 3 Mk. 2/4, который достиг единственного длительного использования оригинальной конструкции Mk. III. Это был AA No. 3 Mk. 2 с дополнительной схемой, которая позволяла смещать временную шкалу на эквивалент 30 000 ярдов (27 000 м) или 60 000 ярдов (55 000 м). Это обеспечивало три набора диапазонов: от 0 до 32 000, от 30 000 до 62 000 и от 60 000 до 92 000 ярдов. Эта версия использовалась в качестве метеорологической системы для измерения ветра на высоте путем запуска метеозондов с радиолокационными отражателями , что позволяло отслеживать их в течение длительных периодов времени. Mk.2/4 широко использовался в этой роли до конца 1950-х годов.
Пока разработка Mk. III затягивалась, армия начала срочную программу по разработке промежуточной системы, использующей ту же самую электронику с диапазоном 1,5 м, которая широко использовалась в других радарах. Известное как «Baby Maggie», неясно, был ли ему присвоен номер в оригинальной серии GL, хотя оно было названо с использованием новой номенклатуры как AA No. 3 Mk. 3. [32]
Историк Королевской артиллерии отмечает, что «Baby Maggie» появилась на средиземноморском театре военных действий в 62-й зенитной бригаде, которая командовала подразделениями ПВО во время вторжения союзников на Сицилию (операция «Хаски»). Она была задумана как легкая альтернатива громоздким двухкабинным установкам GL, способным приземляться на открытых пляжах. Импровизированная из существующих компонентов радара управления поисковым прожектором (SLC) и сокращенная до самого необходимого, ее передатчик, приемник, антенная решетка и рабочий дисплей были размещены в одном двухколесном прицепе, буксируемом 3-тонным грузовиком. Она имела максимальную дальность обнаружения 20 000 ярдов (18 000 м) в зависимости от местоположения, а для артиллерийских целей могла отслеживать цель на расстоянии от 14 000 ярдов (13 000 м) внутрь. Двенадцать комплектов были выданы тяжелым зенитным войскам, развернутым на первом этапе высадки Husky, и он снова использовался для высадки в Салерно ( операция Avalanche ). Эффективность Baby Maggie в бою была разочаровывающей, не из-за каких-либо дефектов радара, а из-за механической неисправности, вызванной неровным движением. Шасси прицепа было перегружено, и на крутых склонах верхняя часть кабины задевала тягач, что приводило к повреждениям. После Салерно он был заброшен. [33]
Ряд источников утверждают, что 50 Baby Maggie были отправлены в СССР. Являются ли они тем же самым, что и сообщения об отправке 50 GL Mk. III, или были отправлены 50 Baby Maggie и еще 50 Mk. III(B), остается неясным. Некоторые подразделения использовались после войны в Индии для слежения за метеозондами. [34]
Разработка Mk. III продолжалась в течение периода, пока SCR-584 был развернут. Это привело к появлению новой модели в 1944 году, AA No.3 Mk. 4, кодовое название «Glaxo». На последних этапах войны было произведено всего несколько Glaxo.
Дальнейшее развитие той же конструкции под радужным кодовым названием «Blue Cedar» привело к чрезвычайно успешной конструкции, которая поступила на вооружение как AA No. 3 Mk. 7. Mk. 7 оставался в эксплуатации в качестве основного радара наведения пушек Великобритании до тех пор, пока крупные зенитные орудия не были сняты с эксплуатации в конце 1950-х годов. Mk. 7 также использовался в качестве осветителя для ранней ракеты класса «земля-воздух», управляемой лучом , Brakemine . [35]
Это описание основано на британской модели Mk. III(B). В общих чертах Mk. III(C) будет похож, за исключением деталей механического расположения прицепа и кабины.
Mk. III был построен на пятитонном четырехколесном прицепе, изготовленном Taskers of Andover . Кабина была построена Metro-Cammell , производителем железнодорожных вагонов. Пол передней 1⁄4 прицепа был высотой по пояс, что обеспечивало место для управления передней осью во время буксировки. Сразу за колесами шасси опускалось, а задняя часть была ближе к земле. Основная кабина располагалась сверху этой нижней секции, а крылья обеспечивали зазор вокруг задних колес.
Антенны радара были установлены на большом металлическом столбе, выступающем из верхней части кабины. Сложная конструкция прямо над крышей позволяла вращать антенны вертикально, управляемая рычагом, установленным позади правого параболического отражателя ( тарелки ). Две тарелки были установлены по обе стороны столба с зазором между ними. Антенны IFF, если они были установлены, выступали из двух верхних задних углов кабины. В более высокой передней части прицепа устанавливался генератор, а также деревянные ящики для хранения запасных частей и инструментов.
Для настройки на эксплуатацию прицеп был припаркован на подходящей ровной земле, а тормоза заблокированы. Затем из прицепа были выдвинуты три выравнивающих домкрата, по одному с каждой стороны спереди, где ступенька в шасси встречалась с кабиной, и еще один сзади кабины. Затем домкраты использовались для выравнивания кабины с помощью спиртовых уровней . Затем были подняты антенны радара, запущен генератор, и можно было начинать работу. Вся настройка заняла около 20 минут, а 3 минуты потребовалось на прогрев электроники.
Вся система, включая прицеп, весила более 9 длинных тонн (9 100 кг), имела высоту 14 футов (4,3 м) с поднятыми антеннами или 12,5 футов (3,8 м) с опущенными для транспортировки антеннами, была чуть более 22 футов (6,7 м) в длину и 9,5 футов (2,9 м) в ширину, расширяясь до 15,5 футов (4,7 м) с развернутыми выравнивающими домкратами.
Система приводилась в действие генератором переменного тока с двигателем частотой 440 Гц , установленным на передней части кабины. [27] Он питал электронику, а также двигатель в антенне приемника, который вращал антенну со скоростью 440 об/мин. Тот же двигатель также приводил в действие небольшой двухфазный генератор переменного тока, относительные фазы которого вращались синхронно с антенной приемника. [36]
Передатчик состоял из одного магнетрона, изначально мощностью 100 кВт, но в более поздних версиях до 350 кВт. Он выдавал импульс длительностью 1 микросекунда с той же частотой 440 Гц, что и главный генератор. Это давало частоту повторения импульсов (PRF) 440 Гц, что очень мало для радара такого типа. [37] Для сравнения, немецкий радар Вюрцбурга , аналог Mk. III, имел PRF 3750, что обеспечивало гораздо лучший сигнал при приеме. [38]
Приемник состоял из двух супергетеродинных блоков. Первый использовал настраиваемый клистрон и кристаллический детектор для получения промежуточной частоты (ПЧ) 65 МГц, которая затем проходила через двухкаскадный усилитель. Затем результат смешивался с новой ПЧ 10 МГц и подавался в трехкаскадный усилитель. Окончательный выпрямитель выдавал сигнал, который подавался непосредственно на отклоняющие пластины оси Y ЭЛТ. [27]
Какой ЭЛТ подавать сигнал два, контролировалось фазой меньшего генератора. Выходной сигнал отправлялся в распределительную коробку, которая сравнивала относительную фазу двух сигналов, отправляя его на один из четырех выходов, вращаясь сверху направо, вниз и налево. Правый и верхний каналы проходили через задержки. [36]
1448.jpg/1280px-AI_Mk.IV_radar_display_E(MOS)1448.jpg)
В Mk. III использовалась довольно сложная система отображения на основе нескольких электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), известная как Presentation Unit , разработанная The Gramophone Company ( EMI ).
Типичные дисплеи радаров той эпохи измеряли дальность, сравнивая отметку отраженного сигнала с ее положением на поверхности ЭЛТ. Измерение по шкале могло обеспечить точность дальности порядка 200–400 ярдов (180–370 м) на 6-дюймовых (15 см) ЭЛТ Mk. III, что намного меньше точности, необходимой для наведения орудия. Чтобы решить эту проблему, Mk. III использовал два дисплея дальности, грубый и точный. Грубый дисплей, расположенный примерно на уровне глаз в консоли, был классическим дисплеем A-scope , показывающим все отметки в пределах дальности действия радара, обычно 32 000 ярдов (29 000 м). [36]
Большой маховик, выступающий из консоли примерно на уровне колена, вращал большой потенциометр , выходной сигнал которого отправлялся в большой конденсатор . Когда конденсатор достигал предварительно выбранного напряжения, он запускал второй генератор временной развертки, установленный на 6 микросекунд, или в случае кругового обхода радара туда и обратно, на 1000 ярдов (910 м). Выходной сигнал этой временной развертки инвертировался и смешивался с сигналом на грубом дисплее, в результате чего вдоль нижней части базовой линии появлялась яркая расширенная линия, известная как строб . Когда оператор поворачивал маховик, строб перемещался вперед и назад по дисплею, позволяя выбрать определенную цель, центрируя ее в пределах строба. [36]
Перемещение строба позволяло оператору выбирать цели в пределах «окна» в 1000 ярдов. Это окно заполняло дисплей точной дальности; он также был 6-дюймовым дисплеем, поэтому на этом дисплее каждый дюйм представлял около 50 метров (160 футов), обеспечивая гораздо большую точность. В процессе работы оператор постоянно вращал маховик, пытаясь удерживать отметку точно по центру дисплея, измеряемую по тонкой металлической проволоке, натянутой по поверхности трубы. Это позволяло непрерывно выводить данные о дальности с точностью порядка 25 ярдов (23 м), что более чем достаточно для роли наводчика. Справа от дисплея точной дальности находился механический циферблат с большим указателем, который отображал текущую дальность, выбранную маховиком. [36]
Еще более быстрая временная развертка, длиной 4 микросекунды, запускалась в центре строба. Только эти сигналы в этом окне 650 ярдов (590 м) отправлялись на дисплеи высоты и пеленга, поэтому их дисплеи показывали только одну отметку, выбранную в стробе. Это устраняло необходимость в дисплее курса. Вместо этого их станции имели только эквивалент точного дисплея, перемещенный на уровень глаз, чтобы было легче читать. Свободное место дисплея на нижней панели, где обычно находился точный дисплей, вместо этого использовалось для размещения механических циферблатов, которые отображали текущий пеленг или высоту. Оператор пеленга сидел слева от оператора дальности, а оператор высоты — слева от него. Это позволяло одному оператору на дисплее дальности легко дотягиваться до маховика пеленга, хотя колесо высоты было несколько труднодоступным. [36]
Хотя этот метод сканирования позволял точно измерить угол цели, он не указывал напрямую, в каком направлении поворачивать антенну, чтобы отцентрировать ее — это можно было увидеть по силе восходящих и нисходящих отметок, но на практике это было слишком быстро, чтобы отследить визуально. Вот где в игру вступили электрические задержки на распределительной коробке. Задерживая правый сигнал по сравнению с левым, результирующее отображение показывает два пика, разделенных горизонтально. Они будут примерно центрированы в зависимости от точности оператора диапазона. Более высокая отметка была в направлении поворота; если левая отметка была больше, оператору нужно было повернуть антенну влево. Отображение вверх/вниз работало так же, хотя оператору приходилось «вращать» изображение в голове. [36]
Учитывая ограниченный угол сканирования Mk. III, максимум 10 градусов, система обычно была сопряжена со вторым радаром с гораздо более широкой диаграммой сканирования. В случае с AA No. 4 это обеспечивало полное сканирование на 360 градусов, которое отображалось на индикаторе положения в плане . [39] Операторы этого второго радара вызывали контакты для операторов Mk. III, которые поворачивали свою антенну на указанный пеленг, а затем перемещали антенну вертикально, чтобы найти цель. Когда на грубом дисплее дальности появлялась отметка, оператор дальности перемещал стробоскоп в положение, и с этого момента все операторы непрерывно перемещали свои органы управления, чтобы создать плавное отслеживание. [36]
Управление диапазоном было подключено к потенциометру и измеряло диапазон электронным способом. Угол возвышения и азимут измерялись через физическое положение антенны. Вращение маховиков в этих положениях приводило в движение роторный узел через сельсинные двигатели, а текущее положение передавалось обратно на дисплей оператора с помощью магнитных скольжений , более известных сегодня как синхронизаторы . Выходные данные магнитных скольжений также усиливались и отправлялись на внешние разъемы, где их можно было использовать для создания дополнительных дисплеев в удаленных местах. Обычно они отправлялись на входы аналоговых компьютеров артиллерии , известных как предикторы . [37]
Еще в 1940 году некоторые британские самолеты были оснащены системой IFF Mk. II , а к тому времени, когда в 1943 году были введены радары Mk. III, многие самолеты были оснащены IFF Mk. III . Они состояли из транспондера, установленного на самолете, который был настроен на заранее выбранную частоту, и когда он слышал сигнал на этой частоте, отправлял свой собственный короткий сигнал на другой заранее выбранной частоте. [40]
GL Mk. III опционально оснащался соответствующим запросчиком . Когда оператор радара нажимал кнопку, запросчик отправлял периодические сигналы на выбранной частоте через большую штыревую антенну, установленную в заднем углу кабины. Ответный сигнал от транспондера принимался второй антенной в противоположном заднем углу кабины, усиливался и отправлялся на дисплеи. Этот сигнал смешивался с собственным приемником радара, в результате чего новый сигнал отображался непосредственно за точкой. Вместо острой колоколообразной формы сигнал, отвечающий на вызов IFF, имел бы прямоугольное расширение позади себя, что позволяло оператору легко видеть, какие самолеты были дружественными. [41] [42] На практике выбор IFF часто осуществлялся поисковым радаром до того, как они передавались GL, а приспособления IFF на GL не были универсальными.
Mk. III дольше всего использовался для метеорологических измерений ветра на высоте с помощью отслеживающих радиолокационных отражателей, подвешенных к метеозондам . Для измерения скорости рядом с дисплеем дальности устанавливался секундомер , и показания снимались каждую минуту.
Поскольку воздушные шары часто выходили за пределы номинального диапазона радара в 32 000 ярдов, эти версии были оснащены устройством Range Extender. Это был моностабильный мультивибратор , известный как One-Shot или Kipp Relay, который запускал грубую временную базу, смещая ее начальную точку так, чтобы она запускалась не сразу после передачи, а через выбранное время после этого. Extender имел настройки на 30 000 или 60 000 ярдов, поэтому система могла отслеживать воздушные шары в трех общих окнах: от 0 до 32 000 ярдов, от 30 000 до 62 000 и от 60 000 до 92 000.
Эти установки производились после смены наименования и были повсеместно известны как AA No. 3 Mk. 2/4.