H2S была первой воздушной , сканирующей наземную радиолокационной системой . Она была разработана для Бомбардировочного командования Королевских ВВС во время Второй мировой войны для определения целей на земле для ночной и всепогодной бомбардировки. Это позволяло проводить атаки за пределами диапазона различных радионавигационных средств, таких как Gee или Oboe , которые были ограничены примерно 350 километрами (220 миль) дальности от различных базовых станций. Она также широко использовалась в качестве общей навигационной системы, позволяя определять ориентиры на большом расстоянии.
В марте 1941 года эксперименты с ранним радаром перехвата самолетов, основанным на длине волны 9,1 см (3 ГГц) резонаторного магнетрона, показали, что разные объекты имеют очень разные радиолокационные сигнатуры ; вода, открытая местность и застроенные районы городов и поселков — все это давало разные возвраты. В январе 1942 года была создана новая команда для объединения магнетрона с новой сканирующей антенной и индикатором положения самолета . Первое использование прототипа в апреле подтвердило, что карта местности под самолетом может быть создана с помощью радара. Первые системы поступили на вооружение в начале 1943 года как H2S Mk. I и H2S Mk. II , а также ASV Mark III .
Во время своей второй боевой миссии 2/3 февраля 1943 года H2S был захвачен немецкими войсками почти нетронутым, а вторая единица — неделю спустя. В сочетании с разведданными, полученными от выжившего экипажа, они узнали, что это была картографическая система, и смогли определить ее метод работы. Когда они собрали ее из частей и увидели отображение Берлина , в Люфтваффе началась почти паника . Это привело к появлению радарного детектора FuG 350 Naxos в конце 1943 года, который позволил ночным истребителям Люфтваффе наводиться на передачи H2S. [1] Британцы узнали о Naxos, и разгорелись большие дебаты по поводу использования H2S. Более поздние расчеты показали, что потери после внедрения Naxos были на самом деле меньше, чем до него, и использование продолжалось.
После того, как было обнаружено, что разрешение ранних наборов было слишком низким, чтобы быть полезным над большими городами, такими как Берлин, в 1943 году началась работа над версией, работающей в диапазоне X на 3 см (10 ГГц), H2S Mk. III . Почти одновременно, в октябре того же года, был представлен его американский эквивалент как H2X . Было выпущено большое разнообразие немного отличающихся Mk. III, прежде чем Mk. IIIG был выбран в качестве стандарта конца войны. Разработка продолжалась от конца войны Mk. IV до эпохи Mk. IX 1950-х годов , которая была установлена на флоте бомбардировщиков V и English Electric Canberra . В V-force Mk. IXA была связана как с бомбовым прицелом, так и с навигационной системой, чтобы обеспечить полную систему навигации и бомбометания дальнего действия (NBS). В этой форме H2S в последний раз использовался в боевых действиях во время Фолклендской войны в 1982 году на Avro Vulcan . Некоторые H2S Mk. Блоки IX оставались на вооружении самолетов Handley Page Victor до 1993 года, прослужив пятьдесят лет.
Первоначально радар назывался «BN» (Blind Navigation), [2], но вскоре он стал «H2S». Происхождение этого названия остается несколько спорным, при этом разные источники утверждают, что это означало «Высота к склону»; или «Дом, милый дом». «S» уже использовалось командой перехвата самолетов как преднамеренно запутанная аббревиатура для его рабочей длины волны в «сентиметрическом [ sic ]» диапазоне, что в конечном итоге дало название диапазону S. [ 3] Широко сообщается, что он был назван в честь сероводорода (химическая формула H2S , в связи с его гнилым запахом), потому что изобретатель понял, что если бы он просто направил радар вниз, а не в небо, у него было бы новое применение для радара, слежение за землей вместо идентификации воздушных целей, и что было просто «гнилым», что он не подумал об этом раньше. [4]
«Гнилая» связь, с изюминкой, предложена Р. В. Джонсом , директором научного разведывательного подразделения Министерства авиации . Он рассказывает историю о том, что из-за недопонимания между первоначальными разработчиками и Фредериком Линдеманном ( получившим дворянский титул лорда Черуэлла в 1941 году), научным советником Уинстона Черчилля , разработка технологии была отложена, поскольку инженеры посчитали, что лорду Черуэллу не нравится эта идея. Позже, когда Черуэлл спросил, как продвигается проект, он был очень расстроен, услышав, что его приостановили, и неоднократно заявлял о задержке, что «это плохо». [5] Инженеры назвали возобновленный проект «H2S», а позже, когда Черуэлл спросил, что означает H2S, никто не осмелился сказать ему, что он был назван в честь его фразы. Вместо этого они тут же притворились, что это означает «Дом, милый дом», и именно это значение Черуэлл объяснил другим (включая Джонса). [5]
После битвы за Британию , бомбардировочное командование Королевских ВВС начало ночные атаки на немецкие города. Хотя бомбардировочное командование сообщало о хороших результатах налетов, в отчете Butt Report указано, что только одна бомба из двадцати приземлилась в радиусе 5 миль (8,0 км) от цели, половина бомб упала на открытой местности, а в некоторых случаях бомбардировка была замечена на расстоянии до 50 километров (31 мили) от цели. [6]
Радиоэлектроника обещала некоторое улучшение, и Исследовательский институт телекоммуникаций (TRE) разработал радионавигационную систему под названием « Gee », а затем вторую, известную как « Oboe ». Обе были основаны на передающих станциях в Великобритании, которые посылали синхронизированные сигналы. В случае Gee осциллограф в самолете измерял разницу во времени между двумя сигналами, чтобы определить местоположение. Oboe использовал транспондер в самолете, чтобы отражать сигналы обратно в Великобританию, где операторы проводили те же измерения на гораздо больших дисплеях, чтобы получать более точные значения. В обоих случаях наземная часть системы ограничивала дальность прямой видимостью , около 350 километров (220 миль) для самолетов, летящих на типичных высотах миссии. Это было полезно против целей в Руре , но не в сердце Германии. [7]
Во время своих ранних экспериментов с ИИ-радаром с длиной волны 1,5 м до войны Тэффи Боуэн заметил, что отраженные сигналы радара от полей, городов и других областей были разными. [8] Это было связано с геометрией; объекты с вертикальными сторонами, такие как здания или корабли, давали гораздо более сильные отраженные сигналы, чем плоские объекты, такие как земля или море. [9] Во время ранних испытаний системы ИИ оператор часто видел береговые линии на очень больших расстояниях, и группа разработчиков несколько раз использовала это в качестве специальной навигационной системы. Боуэн предложил разработать целеуказательный радар на основе этого принципа, но об этом забыли. [8]
В 1940 году Джон Рэндалл и Гарри Бут , аспиранты Бирмингемского университета , разработали новую микроволновую вакуумную трубку, известную как резонаторный магнетрон , которая выдавала тысячи ватт радиосигнала на длине волны 9 см. На этой длине волны антенны были всего несколько сантиметров в длину, что значительно упрощало установку радара в самолете. Идея картирования вновь возникла в марте 1941 года, когда группа Филипа Ди разрабатывала новый радар ИИ, названный «AIS» в связи с его «сентиметрической» длиной волны. Во время испытаний в Бленхейме команда заметила тот же тип эффектов, что и Боуэн ранее. Длина волны набора, более чем в десять раз короче, чем у исходных наборов ИИ длиной 1,5 м, обеспечивала гораздо большее разрешение и позволяла им выделять отдельные объекты на земле. [10]
В октябре 1941 года Ди посетил совещание Командования бомбардировочной авиации Королевских ВВС, где обсуждалась проблема ночного наведения. Ди упомянул о недавних открытиях с использованием AIS. 1 ноября Ди провел эксперимент, в котором он использовал радар AIS, установленный на Blenheim, для сканирования земли. Используя этот дисплей, он смог различить очертания города на расстоянии 35 миль (56 км) при полете на высоте 8000 футов (2400 м). [2]
Командиры были впечатлены, и 1 января 1942 года TRE сформировал команду под руководством Бернарда Ловелла для разработки бортового радара наведения S-диапазона на основе AIS. Был размещен первоначальный заказ на 1500 комплектов. [2] Уже в этот момент было ясно, что желателен дисплей указателя положения самолета (PPI), но для этого потребовалась бы сложная сканирующая параболическая антенна по сравнению с очень простым набором фиксированных антенн, используемых в системе A-scope . Было решено испытать обе системы. В марте было решено, что и H2S, и новый сантиметровый радар класса «воздух-поверхность» (ASV) , ASV Mk. III , будут построены с использованием тех же компонентов, что упростит производство. [2]
На ранних испытаниях в апреле превосходство сканирующей системы PPI стало очевидным, и все работы над старой версией A-scope были прекращены. [2] H2S выполнил свой первый экспериментальный полет 23 апреля 1942 года, с радаром, установленным на бомбардировщике Handley Page Halifax , V9977 . [11] Сканирующий блок был установлен в нижней части самолета, используя положение, ранее занимаемое средней нижней турелью, которая к тому времени устанавливалась редко. Вращающееся крепление сканера было спроектировано и изготовлено Nash & Thompson . Сканирующая антенна была закрыта характерным обтекаемым обтекателем . [12]
Одна из проблем заключалась в том, что отражения от более близких объектов были намного сильнее, чем от более удаленных объектов, из-за уравнения радара . Это делало область непосредственно под бомбардировщиком намного ярче, чем окрестности, если сигнал не был скорректирован с учетом этого. Решением было скорректировать мощность вещания в соответствии с правилом косеканса в квадрате , так называемым в честь математической функции , которая определяла эффективное изменение усиления. Первоначально изменение производилось путем фиксации угловой металлической пластины на части параболического отражателя антенны, как можно увидеть на изображении антенны на бомбардировщике Halifax. Более поздние отражатели фактически имели форму кривизны косеканса в квадрате, а не идеального параболического сечения. [13]
7 июня 1942 года Halifax, проводивший испытания H2S, потерпел крушение , в результате чего погибли все находившиеся на борту и был уничтожен прототип H2S. Одним из погибших был Алан Блюмлейн , главный конструктор. Ловелл вспоминал, что после осмотра места крушения «неудивительно, что я поверил, что это конец проекта H2S » . [14] В результате крушения также погибли коллеги Блюмлейна Сесил Освальд Браун и Фрэнк Блайтен; ученый TRE Джеффри С. Хенсби и семь военнослужащих Королевских ВВС. [15]
.jpg/1280px-Original_cavity_magnetron,_1940_(9663811280).jpg)
По мере продолжения разработки в Министерстве авиации и Королевских ВВС разгорелись жаркие дебаты об относительных достоинствах системы H2S. Хотя возможность бомбить в любую погоду на больших расстояниях была, очевидно, полезна для Бомбардировочного командования, потеря самолета H2S потенциально раскрыла бы секрет магнетрона немцам. Научный советник Черчилля, лорд Черуэлл, хотел, чтобы команда разработчиков построила H2S вокруг клистрона, а не магнетрона . [16]
В отличие от клистрона, который в основном состоит из стекла и хрупких металлических деталей, магнетрон был построен из цельного куска меди, который было бы чрезвычайно трудно разрушить любым разумным подрывным зарядом . Если бы магнетрон был обнаружен немцами, они бы сразу поняли, как он работает. [17] Поскольку магнетрон также разрабатывался для использования в ночных истребителях и Береговом командовании , потеря секрета не только предоставила бы немцам информацию для создания радарных детекторов на этой новой частоте, но и позволила бы им разработать собственные эффективные бортовые радары. [2]
Команда разработчиков H2S не верила, что клистрон справится с этой задачей, и испытания H2S, построенного с клистронами, показали падение выходной мощности в 20-30 раз. На той же высоте версии с клистроном могли обнаружить город на расстоянии 10 миль (16 км), в то время как версия с магнетроном могла обнаруживать на расстоянии 35 миль (56 км). Казалось, что улучшить это невозможно, поэтому либо магнетрон, либо ничего. [2] Команда разработчиков H2S также возражала, что немцам потребуется два года, чтобы разработать сантиметровый радар, как только к ним в руки попадет магнетрон, и что нет никаких оснований полагать, что они уже не работают над этой технологией. Первое опасение оказалось верным; хотя магнетрон был захвачен в начале 1943 года, война закончилась до того, как немецкие образцы были запущены в производство. [18]
В разгар дебатов Исидор Айзек Раби из Американской радиационной лаборатории посетил офисы TRE 5 и 6 июля 1942 года. По словам Ловелла, Раби заявил, что устройство H2S, предоставленное им во время миссии Тизарда, было «ненаучным и неработоспособным», и выразил свои чувства, что единственным его применением была бы передача магнетрона немцам. [19] Спустя годы Ловелл попытался выяснить причины этого негативного отчета, но обнаружил, что никто не помнил, чтобы Раби был столь негативен. Единственное объяснение, которое было у кого-либо, состояло в том, что проблемы с запуском наборов были вырваны из контекста. [19] Тэффи Боуэн отметил, что у него возникли значительные проблемы с запуском наборов в США; при тестировании против Спрингфилда, Хартфорда и Бостона дисплей просто ничего не показывал. [20]
К сентябрю был готов прототип, пригодный для оперативного использования. Пока продолжались дебаты по вопросу потери магнетрона немцами, 15 сентября Черчилль лично передал магнетрон для использования Бомбардировочным командованием. В этот же период было замечено, что немецкие подводные лодки были оснащены радар-детектором, позже известным как FuMB 1 Metox 600A , который позволял им обнаруживать ASV-комплекты Берегового командования, работающие на более старом 1,5-метровом диапазоне. В сентябре было принято решение отдать приоритет строительству ASV Mk. III, который немцы не смогли бы обнаружить. Считалось, что вероятность того, что магнетрон попадет в руки немцев с патрульного самолета, исчезающе мала. [21]
Группы радаров Министерства авиации изначально формировались в поместье Бодси на восточном побережье Англии. Когда в 1939 году началась война, это место считалось слишком уязвимым для потенциального немецкого нападения, и заранее подготовленный переезд в Университет Данди был осуществлен практически за одну ночь. По прибытии оказалось, что ничего не подготовлено, и для работы команд было мало места. [22] Хуже того, группа, работавшая над бортовыми радарами, оказалась на крошечной частной взлетно-посадочной полосе в Перте, Шотландия , которая была совершенно непригодна для разработки. [23]
Прошло некоторое время, прежде чем руководство наконец приняло суть проблемы и начался поиск нового места. В конце 1939 года команда десантников переехала в RAF St Athan , примерно в 15 милях (24 км) от Кардиффа . Хотя это место должно было быть идеальным, они оказались в заброшенном ангаре без отопления, и работа стала практически невозможной, поскольку погода похолодала. Основные исследовательские группы в этот период оставались в Данди. [24]
Продолжающиеся поиски более подходящего места для всех команд привели к выбору Суонеджа на южном побережье Великобритании. Остальная часть первоначальной радарной группы переехала туда в мае 1940 года, группа AI прибыла на день раньше них. Группа AI, расположенная в лачугах на берегу около Уорт-Матраверса , была особенно уязвима и находилась всего в нескольких минутах ходьбы от оккупированного немцами Шербура . Пока происходил переезд, AP Rowe воспользовался возможностью создать вторую воздушно-десантную группу, работающую с магнетронами, оттеснив группу Боуэна. Боуэна вскоре вынудили уйти из TRE и отправили на миссию Tizard тем летом. [24]
25 мая 1942 года Штаб объединенных операций провел операцию Biting , чтобы захватить радар Вюрцбурга , который был сфотографирован недалеко от французского побережья. Это вызвало опасения, что немцы могут провести аналогичный налет на британские объекты. Когда были получены сообщения о том, что «семнадцать поездов» с парашютистами были размещены недалеко от Шербура, прямо через Ла-Манш от Крайстчерча , в Министерстве авиации началась почти паника, и был предпринят еще один экстренный шаг. Команда оказалась в колледже Малверн примерно в 160 километрах (99 миль) к северу. Это обеспечило достаточно офисных помещений, но мало жилья и привело к еще большим задержкам в программе развития. [25]
Несмотря на все проблемы, 3 июля 1942 года Черчилль провел совещание со своими военными командирами и группой H2S, где он удивил разработчиков радаров, потребовав поставки 200 комплектов H2S к 15 октября 1942 года. Команда разработчиков H2S находилась под большим давлением, но им был предоставлен приоритет по ресурсам. Давление также дало им отличный аргумент, чтобы убедить лорда Черуэлла, что программа H2S на основе клистрона должна быть окончательно прекращена. [26]
TRE не уложились в срок 15 октября; к 1 января 1943 года только двенадцать бомбардировщиков Stirling и двенадцать Halifax были оснащены H2S. Ночью 30 января 1943 года тринадцать Stirling и Halifax из группы «Pathfinder» использовали H2S для сброса зажигательных бомб или осветительных ракет на цель в Гамбурге . Сто Lancaster, следовавших за Pathfinder, использовали осветительные ракеты в качестве цели для своих бомбовых прицелов. Результаты были признаны «удовлетворительными». [27] Аналогичные налеты были проведены на Турин следующей ночью и на Кельн в ночь с 2 на 3 февраля. [27]
21 февраля было принято решение оснастить все самолеты Бомбардировочного командования системой H2S, не только в качестве средства бомбометания, но и в качестве навигационного средства. В ходе ранних операций система H2S доказала свою способность обнаруживать береговые линии на таком большом расстоянии, что ее можно было использовать в качестве навигационной системы дальнего действия, что позволяло самолету летать в любую погоду. Чтобы помочь штурману, бомбардировщику было поручено управлять системой H2S в эти периоды. Для дальнейшего улучшения операций 12 марта было решено, что Бомбардировочное командование получит больше имеющихся запасных частей, поскольку считалось, что им нужно будет компенсировать более высокие показатели потерь. Ранее каждая оснащенная эскадрилья должна была иметь 100% запасных частей для всех частей, и их просто не хватало на всех. [27]
Оригинальные наборы H2S по сути были прототипами единиц, которые были собраны вручную, чтобы оснастить Pathfinders максимально возможной скоростью. Среди многих проблем с поспешным вводом в эксплуатацию было то, что разработчики были вынуждены использовать существующие конструкции штепсельных разъемов для соединения различных единиц полного набора вместе. В то время не было доступных штепсельных разъемов для монтажа на переборке, и, следовательно, многие из штепсельных разъемов на концах кабельных трасс несли открытое смертельное напряжение. [28] Пока шла установка прототипов, работа над настоящей серийной версией, Mk. II, которая стала самой многочисленной построенной версией. Она была в значительной степени идентична Mk. I, за исключением различных деталей упаковки и электроники, предназначенных для упрощения их сборки. [29]
Бомбардировочное командование начало всеобщее использование H2S летом 1943 года. Ночью 24 июля Королевские ВВС начали операцию «Гоморра» — крупномасштабную атаку на Гамбург. К тому времени H2S был установлен на «Ланкастерах», которые стали основой Бомбардировочного командования. С целью, отмеченной «Патфайндерами», использующими H2S, бомбардировщики Королевских ВВС нанесли удар по городу фугасными и зажигательными бомбами. Они вернулись 25 и 27 июля, а ВВС США провели две дневные атаки между тремя налетами Королевских ВВС. Большие части города были сожжены дотла огненным штормом . Погибло около 45 000 человек, в основном мирных жителей. [30]
Mk. II вскоре был модернизирован до версии Mk. IIA, которая отличалась от Mk. II только деталями антенны сканера; IIA заменила оригинальную дипольную антенну в фокусе сканера на рупорный облучатель , который отправлял сигнал обратно в приемник по волноводу , устраняя потери в коаксиальном кабеле более ранней модели. [29]
Было отмечено даже на самых ранних полетах V9977 , что ряд основных особенностей H2S затрудняли его использование. [31] Попытки исправить это начались еще до того, как H2S поступил в эксплуатацию, но ряд проблем значительно задержал их ввод. Добавляясь по мере их доступности, это привело к появлению множества различных марок, подробно описанных ниже. [32]
В конце апреля 1942 года во время испытательного полета V9977 прототип устройства был показан штурману, лейтенанту авиации Э. Дики. Дики указал, что навигационные карты всегда выпускались с севером наверху, в то время как дисплей PPI H2S имел верхнюю часть дисплея, представляющую любое направление полета самолета. Он предположил, что это вызовет значительные проблемы во время навигации. Это не рассматривалось ранее, поскольку H2S был разработан как средство бомбометания. Теперь, когда он также использовался как важное средство навигации, это стало серьезной проблемой. Это привело к экстренной программе в EMI по модификации наборов прототипов с помощью системы для исправления этой проблемы. Это было решено с введением сельсина ( или «сервопривода»), подключенного к гирокомпасу самолета , выходной сигнал которого изменял вращение сканирования. [33]
Тестирование этой модификации немедленно выявило еще одну проблему. Поскольку дисплей всегда показывал север вверху, было уже не очевидно, летит ли самолет к своей цели, что раньше было легко увидеть, поскольку цель находилась в верхней части дисплея. Чтобы решить эту проблему, дополнительное дополнение создало яркую линию на дисплее, указывающую направление движения. [33] Более поздняя модификация позволила оператору вручную управлять линией указателя курса. Это использовалось совместно с бомбовым прицелом Mark XIV для точной коррекции любого ветра, сдувающего самолет с линии бомбометания. Индикатор был установлен на начальный угол, предоставленный бомбардировщиком, и с этого момента штурман мог видеть любой остаточный дрейф на своем дисплее и вызывать исправления пилоту и бомбардировщику, который должен был обновить свои настройки в бомбовом прицеле. [34] Эта базовая идея была позже расширена, чтобы позволить автоматически отправлять измерения штурмана обратно в бомбовый прицел, что означало, что бомбардировщику больше не нужно было делать это во время захода на посадку. Поскольку другие параметры, такие как высота и скорость полета, уже автоматически вводились с бортовых приборов, оставалось только вручную задать высоту цели над уровнем моря, что можно было сделать до начала миссии. [35]
Другая проблема заключалась в том, что когда самолет катился, сигнал касался земли только с нижней стороны самолета, заполняя одну сторону дисплея сплошным сигналом, в то время как другая сторона была пустой. Это было особенно раздражающе, поскольку именно в последнюю минуту подхода к цели штурман давал пилоту корректировки курса, делая дисплей непригодным для использования каждый раз, когда пилот отвечал. [36] Эта проблема была решена путем введения механического стабилизатора, который поддерживал сканирующую систему на одном уровне с землей. Предварительная версия была готова к сентябрю 1943 года, но было отмечено несколько проблем, и только 5 ноября было принято решение о запуске ее в производство. К этому времени разработка 3-сантиметровой версии H2S уже велась, и Nash & Thompson обещали предоставить версии стабилизатора как для 10-сантиметровых, так и для 3-сантиметровых установок к 15 декабря 1943 года. [36]
Последняя проблема была связана с геометрией сигналов, возвращаемых радаром. По мере увеличения угла сканирования время, необходимое для возврата сигнала, увеличивалось не линейно, а гиперболически. В результате возвраты, близкие к самолету, были довольно похожи на то, что можно было бы увидеть на карте, но те, что находились дальше от самолета, все больше сжимались по дальности. При самой короткой настройке дальности, 10 миль (16 км), это не было серьезной проблемой, но при самой длинной, 100 миль (160 км), это делало отображение очень сложным для понимания. Это привело FC Williams к разработке нового генератора временной развертки , который также выдавал гиперболический сигнал, устраняя эту проблему. Это называлось «индикатор с коррекцией сканирования» или дисплей типа 184. [34]
Все эти концепции разрабатывались в основном параллельно, и на встрече в марте 1944 года стало известно, что до конца года можно ожидать только низких темпов производства. К тому времени также были введены новые 3-сантиметровые наборы, и это привело к обилию различных Marks, содержащих одно или несколько из этих дополнительных исправлений. [37] Эти задержки не были ожидаемы, и Ловелл позже заметил:
Мы были ошеломлены этими отсроченными датами, но худшее должно было последовать в последующие месяцы – мы перегрузили фирмы, мозги людей и, вероятно, самих себя. Задержки были ужасающими – казалось, что вся страна перестала работать... Дела становились все хуже и хуже. [37]
.jpg/1280px-Unit_182_(Fishpond).jpg)
Радар работает, посылая очень короткие импульсы радиосигнала с передатчика, затем выключая передатчик и прослушивая эхо в приемнике. Выходной сигнал приемника отправляется на вход яркости осциллографа, поэтому сильные эхо заставляют пятно на экране загораться. Чтобы пятна соответствовали местоположениям в пространстве, осциллограф быстро сканирует от центра к внешней стороне дисплея; эхо, которые возвращаются позже во времени, производятся дальше на дисплее, указывая на большее расстояние от самолета. Время синхронизируется с помощью импульса передачи для запуска сканирования. [38]
В случае H2S эхо возвращается от земли и объектов на ней. Это означает, что самый первый сигнал, который обычно принимается, будет от земли прямо под самолетом, так как это ближе всего к самолету. Поскольку эхо из этого места требовало некоторое время, чтобы вернуться к самолету, время, необходимое для путешествия к земле и обратно на текущей высоте самолета, дисплей H2S, естественно, имел пустую область вокруг центра дисплея, радиус которой представлял высоту самолета. Это было известно как центр -ноль . Обычно оператор использовал циферблат, который задерживал начало развертки, чтобы уменьшить размер этого центра-ноля и тем самым увеличить размер экрана, используемого для отображения земли. [39]
Когда центр-ноль не был полностью установлен, операторы заметили, что в этом круге были видны мимолетные эхо-сигналы, и быстро пришли к выводу, что это были сигналы от других самолетов. Это представляло собой простой способ увидеть вражеские ночные истребители, пока они находились ниже бомбардировщика и не настолько далеко, чтобы их можно было скрыть в отраженном сигнале земли. Немецкие ночные истребители обычно приближались снизу, поскольку это помогало вычертить силуэт самолета-цели на фоне Луны, а отсутствие огневой позиции в этом месте делало безопасным приближение с этого направления. Это делало их идеальными для обнаружения H2S. Однако дисплей был очень маленьким, и эта пустая область на экране составляла лишь малую его часть, поэтому увидеть эти отраженные сигналы было сложно. [40]
В начале 1943 года операции немецких ночных истребителей улучшились. В период с января по апрель 1943 года бомбардировочное командование потеряло в общей сложности 584 самолета из-за обороны. Хотя это составляло всего 4% вылетов, это, тем не менее, вызывало беспокойство, поскольку увеличивающаяся продолжительность светового дня летом означала, что оборона неизбежно будет более эффективной. Несколько систем уже находились в стадии разработки, чтобы помочь бомбардировщикам защитить себя, включая радар Monica (простая адаптация оригинального радара AI Mk. IV от собственных ночных истребителей RAF) и автоматическую пушку-наводку (AGLT), которая была предназначена для автоматизации оборонительного огня. Однако первый оказался почти бесполезным на практике, и уже было ясно, что последний не будет доступен по крайней мере до 1944 года. [41]
Дадли Сейворд, связной бомбардировочного командования с радарными группами, посетил объект в Малверне 18 апреля, чтобы посмотреть на прогресс в области микроволновых радаров, и рассказал о проблеме Ловеллу. Он был особенно расстроен налетом, проведенным накануне вечером 16/17 апреля на завод Škoda , где 11,3% атакующих сил было потеряно из-за действий противника и всех других проблем. Упомянув проблемы с Monica и особенно AGLT, Сейворд сказал Ловеллу:
Что же, черт возьми, мы собираемся сделать в качестве временной меры? [Затем я добавил, что...] H2S дал нам хорошую картину земли под нами, и было жаль, что он не мог дать нам хорошую картину самолетов вокруг нас. [41]
Ловелл знал, что это действительно возможно. Команда обещала, что они могут построить образец специального дисплея, который был бы фактически противоположностью основному картографическому дисплею; вместо того, чтобы настраивать дисплей так, чтобы центр-ноль был устранен, и таким образом предоставить карте максимальное экранное пространство, этот новый дисплей будет настраивать размер центра-ноля до тех пор, пока он не заполнит дисплей, тем самым облегчая просмотр возвратов от других самолетов. Они только попросили, чтобы «все это дело держалось в тайне, чтобы избежать трудностей». [41]
Сейворд предоставил специалиста по электронике, сержанта Уокера, и двух механиков, все из которых прибыли на следующий день и немедленно приступили к созданию дисплея в Галифаксе BB360 . Основная идея заключалась в использовании таймера задержки, который уменьшал размер центра-нуля в качестве переключателя; существующий дисплей получал бы возвраты точно так же, как и раньше, при этом все, что было до этого таймера, подавлялось, в то время как новый дисплей получал бы все, что было до этого времени, и мог бы быть настроен так, чтобы центр-нуль заполнял дисплей. Это привело бы к тому, что один дисплей показывал бы все в воздухе, а второй предоставлял бы карту земли точно так же, как и раньше. Первая экспериментальная система полетела 27 мая с Mosquito , предоставляющим цель. Mosquito четко отображался на дисплее, и фотографии дисплея вызвали большой ажиотаж. [42]
Когда фотографии попали на стол заместителя главнокомандующего Бомбардировочного командования Роберта Сондби , он немедленно отправил сообщение в Министерство авиации с требованием установить их как можно скорее. Новый дисплей, получивший официальное название Type 182 и прозвище «Мышеловка», был на сборочной линии к августу 1943 года. В этот момент команда получила сообщение с требованием немедленно прекратить использование названия «Мышеловка», поскольку это было название предстоящей секретной миссии. [a] Им официально было присвоено новое название «Рыболовный пруд», выбор, который был официально закреплен телеграммой от Черчилля 9 июля. Первые оперативные подразделения вступили в строй в октябре 1943 года, а к весне 1944 года большинство самолетов Бомбардировочного командования несли его. [42] Было выпущено двести экземпляров модели-прототипа, прежде чем была представлена слегка измененная версия — Type 182A. Эта версия имела дальность полета, зафиксированную на высоте 26 000 футов (7900 м), с побочным эффектом: если самолет летел ниже этой высоты, земля отображалась на дисплее в виде кольца шума. [43]
Дисплей Type 182 обычно располагался на станции радиста, а не штурмана. Это уменьшало нагрузку на штурмана, а также упрощало связь при обнаружении цели; радист мог легко общаться с экипажем или отправлять сообщения другим самолетам. Обычно можно было увидеть несколько точек, поскольку другие самолеты в потоке бомбардировщиков давали отличные ответы. Они оставались в основном неподвижными на дисплее, поскольку все они летели примерно по одному и тому же маршруту, поэтому истребители противника можно было легко увидеть как точки, движущиеся в пределах рисунка ответов. [44] Если подозревали, что точка приближается к бомбардировщику, они меняли направление и смотрели, следует ли точка; если да, то начиналось немедленное оборонительное маневрирование. [45]
Разрешение любого радара является функцией используемой длины волны и размера антенны. В случае H2S размер антенны был функцией проема башни бомбардировщика, и в сочетании с длиной волны 10 см это приводило к разрешению 8 градусов по дуге. Это было намного грубее, чем хотелось бы, как для целей картографирования, так и для желаний Берегового командования легко обнаруживать боевые рубки подводных лодок . 6 февраля 1943 года началась работа над версией электроники диапазона X , работающей на 3 см. Это улучшило бы разрешение до 3 градусов при использовании с той же антенной. Когда приоритет был отдан Бомбардировочному командованию, Береговое командование отреагировало разработкой спецификаций для гораздо более совершенной системы ASV, работающей на 1,25 см, но это не было завершено к концу войны. [46]
Работа над 3-сантиметровыми магнетронами продолжалась в течение некоторого времени, и блок AIS с таким устройством был установлен на носу Boeing 247 -D, DZ203 Королевских ВВС Деффорд еще в 1942 году. Этот самолет изначально был поставлен Канадским советом по оборонным исследованиям для тестирования американских моделей радаров AI, и с тех пор широко использовался при разработке нескольких версий AI, ASV и H2S. [47] Джорджу Бичингу было поручено установить H2S на Stirling, и в начале 1943 года ему удалось получить один 3-сантиметровый магнетрон от группы искусственного интеллекта Герберта Скиннера , работавшей над Boeing. Он запустил его в работу электроники H2S в настольном наборе 7 марта 1943 года, а затем быстро установил его на Stirling N3724 , чтобы тот совершил свой первый полет 11 марта. Испытания показали, что у устройства очень малый радиус действия, и его нельзя эффективно использовать на высоте более 10 000 футов (3 000 м). Дальнейшие работы были отложены из-за необходимости установки существующих 10-сантиметровых комплектов на действующие самолеты. [48]
Бомбардировочное командование начало серию крупномасштабных налетов на Берлин в ночи 23/24 августа, 31 августа/1 сентября и 3/4 сентября 1943 года. [49] Было обнаружено, что H2S в значительной степени бесполезен в этих миссиях; город был настолько большим, что выделение особенностей оказалось очень сложным. [49] 5 сентября Савард посетил команду H2S и показал им фотографии дисплеев PPI от H2S над Берлином. На установке дальности 10 миль (16 км), используемой во время бомбометания, возвратные сигналы покрывали весь дисплей, и не было четких контуров крупных объектов, по которым можно было бы ориентироваться. Это было неожиданностью, учитывая превосходные результаты над Гамбургом. После долгих споров между командами в TRE о том, как решить эту проблему, 14 сентября команда начала работать над официальной версией H2S, работающей в диапазоне X. [49]
К этому времени в борьбу вступила и американская лаборатория радиации Массачусетского технологического института . Они решили перейти непосредственно на длину волны 3 см, назвав свой блок H2X . Он был развернут на американских бомбардировщиках к октябрю 1943 года . К июню в Великобритании шли дебаты о том, продолжать ли разработку собственных 3-см H2S-комплектов или просто использовать американские блоки, когда они станут доступны. Было высказано предложение о том, чтобы существующие блоки H2S Mk. II были переведены в диапазон X, а американцы вместо этого работали над 3-см ASV. За этим последовало совещание 7 июня, на котором руководство TRE решило настаивать на трех эскадрильях 3-см H2S к концу года. Команда Ловелла посчитала это в принципе невозможным. Вместо этого они разработали частный план по созданию и установке в общей сложности шести комплектов, которые должны были оснастить Pathfinder Force Lancasters к концу октября. [50]
Работа продолжалась над тем, что теперь известно как H2S Mk. III, и экспериментальный комплект был впервые использован над Берлином в ночь с 18 на 19 ноября 1943 года. По сравнению с первой миссией с комплектами Mk. I, результаты с использованием Mk. III были описаны как «самые выдающиеся». [51] Mk. III был спешно запущен в производство и впервые реально использовался 2 декабря. [52]
С этого момента и до конца войны Mk. III стал основой флота Бомбардировочного командования, и было представлено большое разнообразие версий. Первой модификацией был Mk. IIIB, вышедший из последовательности, в который был добавлен дисплейный блок Type 184 с коррекцией дальности из моделей IIC, но отсутствовала стабилизация по крену. Стабилизация была добавлена в следующей версии, которая пошла на вооружение, Mk. IIIA. Новый 6-футовый (1,8 м) сканер «вертушка» был добавлен к Mk. IIIA для производства Mk. IIIC, в то время как оригинальный сканер с более мощным магнетроном производил Mk. IIID. Дисплей Type 216, использующий магнитное отклонение, который было намного проще производить массово, был добавлен к оригинальному IIIA для производства Mk. IIIE, в то время как вертушка была добавлена к тому же блоку для производства Mk. IIIF. [29]
К середине 1944 года война в Европе явно вступала в завершающую стадию, и Королевские ВВС начали строить планы начать атаки на Японию с группой Tiger Force . Чтобы оснастить эти самолеты, которым требовалось как наведение, так и дальняя навигация, была введена система преобразования для более ранних единиц Mk. II. Основанная на нестабилизированных единицах IIC, Mk. IIIG использовала новый магнетрон и приемник для работы на 3 см, как и другие системы Mk. III. Основной целью было использовать его для дальней навигации, а не для наведения бомб. Последним Mk. IIIH был IIIG с дисплеем Type 216. [29]
До того, как H2S был развернут в 1943 году, велись жаркие дебаты по поводу того, использовать ли его из-за возможности его потери немцами. Как оказалось, это произошло почти сразу. Во время своего второго боевого задания, во время налета на Кельн в ночь с 2 на 3 февраля 1943 года, один из Stirlings, перевозивших H2S, был сбит недалеко от Роттердама экипажем обер-лейтенанта Франка и фельдфебеля Готтера. [53] Устройство сразу же привлекло внимание техников Вольфганга Мартини , которым удалось спасти все, кроме дисплея PPI. [54]
Группа, созданная для эксплуатации устройства, дала ему название Rotterdam Gerät (Роттердамский аппарат) и впервые встретилась 23 февраля 1943 года в офисе Telefunken в Берлине. [ 54] [b] Второй экземпляр, также с уничтоженным PPI, был захвачен 1 марта, по иронии судьбы, у бомбардировщика, который был частью группы, атаковавшей и сильно повредившей офис Telefunken, уничтожив в процессе первый экземпляр. [18]
По словам Ловелла, допрос выживших членов второго экипажа показал, что:
В попавших к нам в руки наборах пока отсутствует дисплейный блок... однако допрос пленных показал, что устройство, несомненно, используется для поиска целей, поскольку оно сканирует территорию, над которой пролетает... [18]
В сочетании с их собственным дисплеем, набор был собран заново на зенитной башне Гумбольдтхайн в Берлине. Когда он был активирован, на дисплее появились четкие изображения города, что вызвало значительное смятение у Германа Геринга . Была быстро принята контрмера путем установки небольших угловых отражателей вокруг города, создающих яркие пятна на дисплее в областях, которые в противном случае были бы пусты, таких как озера и реки. Изготовление отражателей с требуемой угловой точностью оказалось сложной проблемой, как и удержание их в правильных положениях для получения правильного изображения. [55]
Хотя основная концепция магнетрона была понята сразу, ряд деталей системы в целом оставались загадкой, [56] и также было понятно, что создание полной радиолокационной системы с ее использованием займет некоторое время. [18] Поэтому на короткий срок они отдали «приоритет паники» [57] наземному глушителю и детектору, которые позволили бы их ночным истребителям наводиться на микроволновые сигналы. [58] Это развитие было замедлено решением немецкой электронной промышленности прекратить исследования микроволн незадолго до того, как Rotterdam Gerät буквально упал с неба. Другой серьезной проблемой была нехватка подходящих кристаллических детекторов , которые были ключевыми для конструкций британских приемников. [54]
Было опробовано несколько систем глушения. Первая, известная как Roderich , была разработана Siemens . [59] Они использовали передатчик, установленный на вышке, направленной на землю, отражения от земли распространяли сигнал в пространстве, где они улавливались приемниками H2S. Передачи Roderich были примерно синхронизированы со скоростью сканирования антенны H2S, в результате чего рисунок выглядел похожим на вертушку, что затрудняло различение земли между ее импульсами. Однако их магнетрон был способен выдавать только 5 Вт мощности, что давало ему очень короткий диапазон. Они были настолько неэффективны, что от них отказались в 1944 году. Другая система, Roland , использовала клистрон мощностью 50 Вт, но ее также посчитали неудачной и отказались около марта 1945 года. Другая система на основе клистрона, Postklystron , была разработана Reichspost и развернута вокруг Лойны . [57]
Были заказаны две системы детекторов: простая пассивная система, которая по сути была просто высокочастотным приемником, которая стала Naxos , и гораздо более чувствительная система, использующая свой собственный магнетрон в качестве локального генератора, известная как Korfu . Обе требовали кристаллических детекторов в своих приемниках, и началась срочная программа по их разработке. Они начали поставляться через несколько месяцев, но оказались сложными для массового производства и чрезвычайно хрупкими в полевых условиях. [58] Это ограничило доступность радарного детектора Funkgerät (FuG) 350 Naxos до нескольких рабочих образцов, что позволило ночным истребителям Люфтваффе наводиться на передачи H2S. [1] Версия AU того же оборудования использовалась, чтобы позволить подводным лодкам обнаруживать ASV микроволновой частоты. [60]
Королевские ВВС не знали о Naxos до весны 1944 года, когда ряд разведывательных отчетов предположил, что немцы разработали детектор H2S. К этому времени у немцев было всего несколько десятков таких детекторов на вооружении, но отчеты возобновили давние дебаты между сторонниками H2S и сторонниками британских навигационных систем, таких как Oboe. Это совпало с периодом возросших потерь среди бомбардировочного командования, и появились призывы отказаться от системы. Этот вопрос обсуждался месяцами. [18]
Вопрос был окончательно решен исследованием Саварда. Он отметил, что потери в период Наксоса были на самом деле ниже, с 4% до 2% вылетов. Снижение соответствовало введению Fishpond. [61] Савард пришел к выводу, что:
Главной ценностью Наксоса для немцев может быть его пропагандистское оружие в попытке остановить или, по крайней мере, ограничить наше использование H2S. [62]
В июле 1944 года самолет Ju 88G-1 из 7 Staffel / NJG 2 пролетел не в ту сторону на посадочном маяке и случайно приземлился на авиабазе Вудбридж . Экипаж был арестован до того, как он смог уничтожить свое оборудование, предоставив британским исследователям последнюю версию радара VHF-диапазона Lichtenstein SN-2 , радар-детектор Flensburg и аппаратуру опознавания FuG 25a Erstling . [63] Допрос экипажа показал, что система Flensburg обнаружила излучение радара Monica бомбардировщиков RAF и что она использовалась в качестве системы самонаведения. Naxos не был установлен, и экипаж заявил, что она использовалась только для первоначального предупреждения, а не в качестве системы самонаведения. [62] Все это было к большому облегчению всех участников; Monica уже заменялась системами Fishpond на большинстве самолетов, и тем самолетам, на которых была Monica, было приказано ее выключить. H2S продолжал использоваться до конца войны. [64]
Как и предсказывали британские инженеры, немцам потребовалось два года, чтобы завершить разработку радаров на основе магнетрона. Первым, кто поступил в эксплуатацию в начале 1945 года, был FuG 240 Berlin , радар искусственного интеллекта, очень похожий на британский AI Mk. VIII . К этому времени страна была на грани поражения, и Berlin так и не поступил на вооружение. Небольшое количество было установлено экспериментально, один из которых был захвачен Королевскими ВВС в сбитом Ju 88. [26] Несколько других радаров, разработанных на основе тех же базовых систем, также были представлены, но использовались ограниченно или вообще не использовались. Одним из достижений, сделанных немцами в этот период, была новая антенна, использующая диэлектрик для формирования выходного сигнала, известная в Великобритании как полистержневая антенна . [65]
В отдельной линии разработки Королевские ВВС работали над парой механических компьютеров, известных как Air Mileage Unit (AMU) и Air Position Indicator (API), которые непрерывно выполняли расчеты счисления пути , значительно снижая нагрузку на штурмана. Это питалось входными данными, аналогичными тем, что использовались для бомбового прицела Mk. XIV, а именно предполагаемым направлением и скоростью ветра, при этом курс и скорость самолета автоматически вводились с бортовых приборов. Выходным сигналом системы было изменяющееся напряжение, которое можно было использовать для управления бомбовым прицелом Mk. XIV. [66]
В разработке, известной как Mark IV, H2S был модифицирован для считывания этих напряжений, которые смещали центр дисплея на величину, пропорциональную сигналам. Это противодействовало движению самолета и «замораживало» дисплей. При первоначальной настройке эти расчеты никогда не были идеальными, поэтому на дисплее обычно наблюдался некоторый остаточный дрейф. Затем навигатор мог точно настроить эти параметры с помощью элементов управления на дисплее, корректируя их до тех пор, пока изображение не становилось совершенно неподвижным. Затем эти значения возвращались в AMU и API, производя высокоточные измерения ветра на высоте. [67] Mk. IVA использовал более крупный сканер-вертушку. К моменту окончания войны ни один из них не был доступен. [68]
Дальнейшие усовершенствования конструкции магнетрона и приемника во время войны привели к возможности использовать еще более короткие длины волн, и летом 1943 года было принято решение начать разработку версий, работающих в диапазоне K на длине волны 1,25 см. Это улучшило бы разрешение более чем в два раза по сравнению с версиями диапазона X и было особенно интересно как система для бомбардировки с малой высоты, где короткий локальный горизонт ограничивал количество территории, видимой на дисплее, и требовало наведения на более мелкие объекты, такие как отдельные здания. [69]
Следствием этого улучшенного разрешения стало то, что система K-диапазона могла бы предложить то же разрешение, что и система X-диапазона, с антенной в два раза меньшего размера. Такая антенна подошла бы к Mosquito, и началась разработка 28-дюймового (710 мм) сканера. Mosquito уже широко использовался для операций по точечному целеуказанию , и оснащение их H2S еще больше увеличило бы их возможности. 22 февраля 1944 года группа разработчиков предложила быстро установить Mark IV на все Lancaster, а для более высокой точности разработать либо X-диапазон Whirligig, либо K-диапазон с меньшей антенной. [69] Вместо этого им было приказано сделать и то, и другое. [70]
Работа в диапазоне K получила название «Укротитель львов». [70] Первое испытание базового оборудования состоялось на Vickers Wellington 8 мая 1944 года, а Lancaster ND823 был оснащен прототипом Mark VI и поднялся в воздух 25 июня. Однако на встрече 16 июня было отмечено, что дальность действия наборов K-диапазона не была хорошей, при испытаниях в США она достигала только 10 миль (16 км) с высоты 10 000 футов (3 000 м). Кроме того, производство не было готово к крупномасштабным поставкам, и, как выразился Ди, «текущая программа из 100 единиц оборудования H2S Mark VI должна рассматриваться как выражение веры». [71]
Несколько новых функций стали частью усилий Lion Tamer. Из-за гораздо более высокого разрешения сигналов K-диапазона потребовался новый дисплей, поскольку точка, создаваемая на старом дисплее, была слишком большой и перекрывала детали с обеих сторон. Решение было найдено в дисплее Type 216, который имел секторное сканирование , что позволяло оператору выбирать одну из восьми точек компаса , и дисплей расширялся, чтобы показывать только этот сектор. Это фактически удвоило разрешение дисплея. [72] Тем временем работа над новыми механическими компьютерами для аэронавигации продвигалась успешно. Было решено, что Mark VI должен иметь возможность подключаться к этим системам. В конечном итоге все эти изменения были включены в предлагаемый Mark VIII. [35]
В конце лета 1944 года, когда операции после Дня Д зашли в тупик, вновь возник интерес к использованию системы K-диапазона для обнаружения тактических целей, таких как танки. Lancaster JB558 был оснащен 6-футовым сканером и набором K-диапазона и начал испытания на малых высотах от 1000 до 2000 футов (от 300 до 610 м) начиная с декабря 1944 года. Результаты были «немедленно ошеломляющими», поскольку дисплеи показывали высококачественные изображения отдельных зданий, дорог, железных дорог и даже небольших ручьев. [73]
Аналогичные эксперименты с меньшим 3-футовым сканером не были столь успешными в этой роли. На встрече 16 декабря было решено двигаться вперед с Lancasters с 6-футовыми сканерами и Mosquitos с 3-футовыми сканерами. Это означало, что оборудование K-диапазона, которое изначально планировалось установить на Pathfinder Force, будет использоваться на этих самолетах вместо этого. Pathfinder Force получил оборудование Mark IIIF X-диапазона. [74]
В конечном итоге, только «Москито» были готовы до окончания войны и провели в общей сложности три операции по маркировке целей для Pathfinder Force. Когда война закончилась, а вместе с ней и программа ленд-лиза , магнетроны K-диапазона исчезли. Кроме того, в ходе испытаний на большой высоте было замечено, что сигнал исчезал в облаках, наблюдение, которое позже привело к появлению метеорологических радиолокационных систем, но в то же время сделало систему бесполезной. [75] Директор по радиолокации в Министерстве авиации решил наложить эмбарго на все работы по системам K-диапазона по соображениям безопасности. [76]
В поисках дальнейшего улучшения навигационных аспектов системы была проведена некоторая работа над системой, известной как H2D, D от «Допплер». Идея заключалась в том, что допплеровский сдвиг сигналов из-за движения по земле мог быть использован для определения скорости относительно земли. В неподвижном воздухе максимальный допплеровский сдвиг будет виден прямо по курсу, но при наличии любого ветра наверху боковой компонент приведет к смещению максимальной точки на угол, в то время как головной или хвостовой компонент заставит измеренную допплеровскую скорость отличаться от индикатора воздушной скорости. Сравнивая эти измерения с воздушной скоростью и направлением самолета, можно было точно рассчитать скорость и направление ветра. [77]
Испытания начались в RAF Defford на Wellington NB822 в начале 1944 года. Стало очевидно, что чувствительность устройства была достаточной, чтобы наземный транспорт, такой как грузовики и поезда, стал виден на дисплее. Это первый пример того, что сегодня известно как индикация движущихся целей , которая теоретически позволяла бы самолету сканировать цели на большой площади. Второй самолет, NB823 , присоединился к усилиям в июне 1944 года, а затем и третий (неизвестный идентификатор). [78]
Более строгие испытания показали, что экспериментальный набор был действительно полезен только тогда, когда самолет летел на высоте менее 3000 футов (910 м) и имел максимальную эффективную дальность обнаружения порядка 3–4 миль (4,8–6,4 км). Работа по улучшению этих показателей продвигалась медленно, [77] [79] и в конечном итоге проект был переведен в разряд чисто экспериментальных без планов по внедрению служебной версии. [78]
После Дня Победы все модели, более ранние, чем Mk. IIIG, были объявлены устаревшими, и продолжающаяся работа над многими новыми версиями была прекращена. На смену всей серии от Mk. VI до VIII пришла Mark IX, которая по сути была версией 3 cm Mk. VIII, разработанной специально для использования на реактивном бомбардировщике E3/45, который после того, как стал B3/45, в конечном итоге появился как English Electric Canberra . [80]
В отличие от более ранних конструкций, которые были добавлены к существующим бомбардировщикам во внешнем обтекателе, для E3/45 радар был спроектирован как неотъемлемая часть самолета. В остальном это была относительно простая модернизация существующего Mk. VIII с гораздо более мощным магнетроном на 200 кВт и многочисленными другими незначительными изменениями. Контракт был заключен с EMI в 1946 году как Mark IX, но в ходе разработки он был изменен, чтобы также оснастить гораздо более крупные конструкции бомбардировщиков B14/46, V-force . Они были по существу идентичны оригинальной концепции, но использовали больший «вертящийся» отражатель и стали Mk. IXA. [80] Использование большего вертящегося отражателя и щелевого волновода позволило уменьшить угловую ширину луча до 1,5 градуса, что было большим улучшением по сравнению с моделями Второй мировой войны. [81]
Mk. IX, позже известный как Mk. 9, когда римские цифры были убраны, позволял устанавливать скорость сканирования на уровне 8, 16 или 32 об/мин . [81] Кроме того, как и модели K-диапазона, IX включал возможность выполнения секторного сканирования, ограничивая движение сканера, так что вместо выполнения полных кругов он сканировал вперед и назад по меньшему углу. В этом случае идея заключалась не в улучшении разрешения, а в обеспечении гораздо более быстрых обновлений выбранной области, что было необходимо для учета гораздо более высокой скорости самолета. [80] Это было особенно полезно на V-force, где расположение радара в носу в любом случае затрудняло сканирование назад, и в лучшем случае всегда блокировалось около 60–90 градусов. Дальнейшее ограничение сканирования до 45 градусов, по требованию, не было реальной потерей. [81]
Система также добавила возможность выполнять смещение бомбометания , относительно распространенное дополнение к послевоенным системам бомбардировки. Во время операций было обнаружено, что цель может не отображаться на радаре; в этих случаях штурман выбирал близлежащий объект, который был бы виден, например, изгиб реки или радиовышку, и измерял угол и расстояние между ним и целью. Затем они пытались направить самолет так, чтобы выбранный объект прицеливания находился в правильном месте относительно центра дисплея, что отнюдь не было простой задачей. Смещение бомбометания позволяло штурману набирать эти смещения на дисплее, что заставляло весь дисплей перемещаться на эту величину. Затем штурман направлял самолет так, чтобы выбранный объект проходил через центр дисплея, что было гораздо проще организовать. [80]
В тот же период API был заменен более продвинутым навигационным и бомбометным компьютером (NBC), который в сочетании с Mk. IX и радаром Green Satin образовал навигационную и бомбометную систему (NBS). Green Satin производил высокоточные и полностью автоматические измерения скорости и направления ветра, позволяя NBC выполнять расчеты счисления пути с очень высокой степенью точности. Это еще больше автоматизировало процесс навигации до такой степени, что отдельные штурманы и бомбардировщики больше не были нужны, и некоторые самолеты были спроектированы с экипажем всего из двух человек. [82]
Разработка шла медленнее из-за послевоенной экономии. Летные испытания меньшего Mk. IX начались в 1950 году на Avro Lincoln , за которым последовали Mk. IXA в 1951 году на самолетах Handley Page Hastings или Avro Ashton . [80] Поскольку для Canberra, поступившего на вооружение в 1951 году, было уже слишком поздно, ранние модели пришлось модифицировать с помощью обычного стеклянного носа для оптического бомбометания. [83] Mk. IVA оставался на вооружении до 1956 года, когда Mk. IX наконец поступил на вооружение в V-force. [35]
Первое применение NBS в бою произошло в 1956 году, когда Vickers Valiants выполнили дальние удары по египетским ВВС в аэропорту Каира. Система оставалась на вооружении бомбардировщиков V-й серии (Valiant, Avro Vulcan и Handley Page Victor ) на протяжении всего срока их службы. Последнее применение в бою было осуществлено Vulcans в полетах Operation Black Buck в 1982 году во время Фолклендской войны , которые использовали систему в качестве основного навигационного и бомбометного средства на протяжении 7000-мильных (11000 км) перелетов туда и обратно на остров Вознесения и обратно . [84] Mk. IX также использовался на Handley Page Victor , последние образцы которого покинули службу в 1993 году. [85]
В 1950 году было выдвинуто дополнительное требование к более точному обычному бомбометанию, требующее точности в 200 ярдов (180 м) от самолета, летящего на высоте 50 000 футов (15 000 м) и скорости 500 узлов (930 км/ч; 580 миль/ч). Это привело к раннему рассмотрению версии, работающей в Q-диапазоне на длине волны 8 мм. Экспериментальная версия была построена в 1951 году, но на практике Mk. IX оказался достаточно полезным сам по себе, и разработка была прекращена. [84]
От Ловелла: [68]
