Радар воздушного перехвата Mark IV ( AI Mk. IV ), выпускавшийся в США как SCR-540 , был первой в мире действующей радиолокационной системой класса «воздух-воздух» . Ранний Мк. III появились в июле 1940 года на переоборудованных легких бомбардировщиках Bristol Blenheim , тогда как окончательные Mk. IV стал широко доступен на тяжелом истребителе Bristol Beaufighter к началу 1941 года. На Beaufighter Mk. IV, возможно, сыграл роль в прекращении блиц- кампании ночных бомбардировок Люфтваффе в конце 1940 — начале 1941 года.
Раннее развитие было вызвано запиской Генри Тизарда 1936 года на тему ночных боев. Записка была отправлена Роберту Уотту , директору по исследованиям в области радаров, который согласился позволить физику Эдварду Джорджу «Тэффи» Боуэну сформировать команду для изучения проблемы воздушного перехвата. Позже в том же году у команды была система испытательного стенда , но прогресс был задержан на четыре года из-за экстренного перемещения, трех заброшенных производственных проектов и все более враждебных отношений Боуэна с заменившим Уотта Альбертом Персивалем Роу . В конце концов, Боуэна выгнали из команды, когда система окончательно созрела.
Мк. Серия IV работала на частоте около 193 мегагерц (МГц) с длиной волны 1,5 метра и обеспечивала дальность обнаружения крупных самолетов до 20 000 футов (6,1 км). У него было множество эксплуатационных ограничений, в том числе максимальная дальность, которая увеличивалась с увеличением высоты самолета, и минимальная дальность, которая едва была достаточно близкой, чтобы позволить пилоту увидеть цель. От оператора радара требовались значительные навыки, чтобы интерпретировать показания двух электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) для пилота. И только с повышением квалификации экипажей, а также с установкой новых наземных радиолокационных систем, предназначенных для решения задач перехвата, показатели перехвата начали увеличиваться. Их число примерно удваивалось каждый месяц вплоть до весны 1941 года, в разгар Блица.
Мк. IV использовался на передовой лишь короткий период. Появление магнетрона с резонатором в 1940 году привело к быстрому прогрессу в области микроволновых радаров, которые обеспечивали гораздо большую точность и были эффективны на малых высотах. Прототип Мк. VII стал заменять Mk. IV в конце 1941 года и AI Mk. VIII в значительной степени понизил Mk. IV на вторую линию к 1943 году. Mk. Приёмник IV, первоначально телевизионный приёмник, лег в основу ASV Mk. II , Chain Home Low , AMES Type 7 и многие другие радиолокационные системы на протяжении всей войны.
К концу 1935 года разработка Робертом Уоттом того, что тогда было известно как определение дальности и пеленгации (RDF) в поместье Боудси в Саффолке на восточном побережье Англии, позволила создать систему, способную обнаруживать большие самолеты на расстоянии более 40 миль. (64 км). [2] 9 октября Уотт написал записку, призывающую к строительству цепочки радиолокационных станций, проходящих вдоль восточного побережья Англии и Шотландии, на расстоянии около 20 миль (32 км) друг от друга, обеспечивая раннее предупреждение для всех Британских островов. Это стало известно как Chain Home (CH), и вскоре под этим же названием стали называть и сами радары. Разработка продолжалась, и к концу 1935 года дальность действия увеличилась до более чем 80 миль (130 км), что уменьшило количество необходимых станций. [3]
В 1936 году экспериментальная система в Боудси была протестирована против множества смоделированных атак, наряду с обширной разработкой теории перехвата, проведенной в Королевских ВВС Биггин-Хилл . Одним из наблюдателей был Хью Даудинг , сначала в качестве директора по исследованиям Королевских ВВС, а затем в качестве командующего истребительным командованием Королевских ВВС . Даудинг отметил, что станции CH предоставляют так много информации, что у операторов возникли проблемы с ее передачей пилотам, а у пилотов были проблемы с ее пониманием. Он решил эту проблему посредством создания того, что сегодня известно как система Даудинга . [4]
Система Даудинга опиралась на частную телефонную сеть, пересылающую информацию от станций CH, Королевского корпуса наблюдателей (ROC) и быстрых радиопеленгаторов (RDF) в центральную комнату, где отчеты наносились на большую карту. Затем эта информация была передана по телефону в штаб-квартиры четырех региональных группировок , которые воссоздали карту, охватывающую район их операций. Подробности этих карт затем будут отправлены в сектора каждой группы, охватывающие одну или две основные авиабазы, а оттуда пилотам по радио. Этот процесс занял время, в течение которого самолет-мишень перемещался. Поскольку системы CH имели точность в лучшем случае около 1 км, [5] последующие отчеты были разрозненными и не могли определить цель с точностью более 5 миль (8,0 км). [6] Это было хорошо для перехвата в дневное время; пилоты обычно обнаруживали бы свои цели в этом диапазоне. [7]
Генри Тизард, чей Комитет по научным исследованиям ПВО возглавил разработку системы CH, начал беспокоиться, что CH будет слишком эффективным. Он ожидал, что Люфтваффе понесет такие большие потери, что им придется отказаться от дневных атак и перейти к ночным бомбардировкам. [6] Их предшественники во время Первой мировой войны делали то же самое, когда лондонская зона ПВО успешно блокировала дневные налеты, а попытки перехватить немецкие бомбардировщики ночью оказались до смешного неэффективными. Опасения Тизарда оказались пророческими; Боуэн назвал это «одним из лучших примеров технологического прогнозирования, сделанного в двадцатом веке». [6]
Тизард знал, что испытания показали, что наблюдатель сможет видеть самолет ночью только на расстоянии около 1000 футов (300 м), возможно, 2000 футов (610 м) при самом лучшем лунном освещении, [8] точность, которая система Даудинга не могла этого обеспечить. [6] [9] Проблема усугубится потерей информации от Китайской Республики, которая не сможет обнаружить самолет, кроме как в самых лучших условиях. Если бы перехват должен был осуществляться с помощью радара, его пришлось бы организовать за короткий промежуток времени между первоначальным обнаружением и прохождением самолета за пределы пунктов CH на береговой линии. [6] [10]
Тизард изложил свои мысли в письме от 27 апреля 1936 года Хью Даудингу, который в то время был членом Air по исследованиям и разработкам . Он также отправил копию Уотту, который переслал ее исследователям, которые переезжали на свою новую исследовательскую станцию в Боудси-Мэнор. [11] На встрече в пабе Crown and Castle Боуэн потребовал от Уотта разрешения сформировать группу для изучения возможности размещения радара на самом самолете. [11] [b] Это будет означать, что станциям CH нужно будет только доставить истребитель в зону действия бомбардировщика, а истребитель сможет использовать свой собственный радар для остальной части перехвата. В конце концов Ватт убедился, что персонал, необходимый для поддержки разработки как CH, так и новой системы, доступен, и в августе 1936 года из состава CH была выделена Воздушно-десантная группа. [12]
Боуэн начал работу над радаром воздушного перехвата (ИИ), обсудив этот вопрос с двумя инженерами из близлежащих ВВС Великобритании в Мартлшем-Хит , Фредом Роландом и Н. Э. Роу. Он также несколько раз посещал штаб истребительного командования в Королевских ВВС Бентли Прайори и обсуждал методы ночного боя со всеми, кто проявлял интерес. [13] Первые критерии бортового радара, которым может управлять пилот или наблюдатель, включали:
Боуэн возглавил новую команду для создания того, что тогда было известно как RDF2, а исходные системы стали RDF1. [14] Они начали искать подходящую систему приемника, и им сразу же повезло; EMI недавно сконструировала прототип приемника для экспериментального телевизионного вещания BBC на длине волны 6,7 м (45 МГц). В ресивере использовалось семь или восемь электронных ламп (клапанов) [c] на шасси всего 3 дюйма (7,6 см) в высоту и около 18 дюймов (46 см) в длину. В сочетании с ЭЛТ-дисплеем вся система весила всего 20 фунтов (9,1 кг). Позже Боуэн описал это как «несомненно лучшее, чем все, что [было] достигнуто в Великобритании до того времени». [15]
Был доступен только один приемник, который перемещался между самолетами для испытаний. Передатчик необходимой мощности в портативном исполнении отсутствовал. Боуэн решил немного познакомиться с оборудованием, построив наземный передатчик. Разместив передатчик в Красной башне Боудси и приемник в Белой башне, они обнаружили, что могут обнаруживать самолеты на расстоянии от 40 до 50 миль (64–80 км). [16]
Оправдав базовую концепцию, команда начала искать подходящий самолет для установки приемника. Мартлшем предоставил бомбардировщик Хэндли Пейдж Хейфорд , который заменил собой первоначальный эксперимент Давентри , который привел к разработке CH, целью которого был Хейфорд. Одной из причин выбора этой конструкции было то, что двигатели Rolls-Royce Kestrel имели хорошо экранированную систему зажигания, создававшую минимальный электрический шум. [17]
Установка приемника в «Хейфорде» оказалась непростой задачей; стандартная полуволновая дипольная антенна должна была иметь длину около 3,5 метров (11 футов) для обнаружения волн длиной 6,7 м. В конечном итоге решение было найдено путем протягивания троса между стойками неподвижного шасси Heyford . Серия сухих батарей, расположенных в полу самолета, питала приемник, обеспечивая высокое напряжение для ЭЛТ через катушку зажигания , взятую от автомобиля Ford . [18]
Когда система впервые поднялась в воздух осенью 1936 года, она сразу же обнаружила самолеты, летевшие по маршруту Мартлшема , на расстоянии 8–10 миль (13–16 км), несмотря на грубую установку. Дальнейшие испытания прошли столь же успешно: дальность полета увеличилась до 12 миль (19 км). [19]
Примерно в это же время Ватт организовал крупное испытание системы CH в Боудси с участием многих самолетов. Даудинга повысили до звания командующего истребительной авиацией, и он был рядом, чтобы наблюдать. Дела пошли не очень хорошо; по неизвестным причинам радар не обнаруживал приближающиеся самолеты до тех пор, пока они не оказались слишком близко, чтобы организовать перехват. Даудинг внимательно следил за экранами в поисках каких-либо признаков бомбардировщиков, но не смог найти ни одного, когда услышал, как они пролетели над головой. Боуэн предотвратил полную катастрофу, быстро организовав демонстрацию своей системы в Красной башне, которая обнаружила самолеты, перестроившиеся на расстоянии 50 миль (80 км). [20]
Для работы системы, тогда известной как RDF 1.5, [d] потребуется большое количество наземных передатчиков. Более того, хороший прием достигался только тогда, когда цель, перехватчик и передатчик находились примерно на одной линии. Из-за этих ограничений базовая концепция была сочтена неработоспособной в качестве оперативной системы, и все усилия были направлены на разработку конструкции с передатчиком и приемником в самолете-перехватчике. [19]
Позже Боуэн посетовал на это решение в своей книге «Дни радара» , где он отметил свои чувства по поводу неспособности следовать системе RDF 1.5:
Оглядываясь назад, теперь становится ясно, что это была серьезная ошибка. ...Во-первых, это дало бы им временное устройство, на котором можно было бы проводить испытательные перехваты в ночное время, целых за два года до начала войны. Это позволило бы пилотам и наблюдателям пройти обучение методам ночного перехвата, чего они фактически не получали до объявления войны. [19]
Еще одна попытка возродить концепцию RDF 1.5, сегодня известную более широко как бистатический радар , была предпринята в марте 1940 года, когда модифицированный комплект был установлен в серийном Bristol Blenheim . Л6622 . Этот набор был настроен на передачи новых передатчиков Chain Home Low , десятки из которых были установлены вдоль береговой линии Великобритании . Эти эксперименты не оказались успешными: дальность обнаружения составила порядка 4 миль (6,4 км), и от этой концепции отказались навсегда. [21]
В начале 1937 года команда получила несколько больших электронных ламп типа «желудь» Western Electric Type 316A. Они подходили для создания передатчиков постоянной мощностью около 20 Вт для длин волн от 1 до 10 м (от 300 до 30 МГц). Перси Хибберд построил прототип передатчика с импульсами в несколько сотен ватт и установил его на «Хейфорд» в марте 1937 года .
В ходе испытаний передатчик оказался едва пригодным для работы в режиме «воздух-воздух» из-за небольшой дальности обнаружения из-за его относительно низкой мощности. Но, ко всеобщему удивлению, он смог легко обнаружить причалы и краны в доках Харвича в нескольких милях к югу от Боудси. Появилось и судоходство, но команде не удалось его тщательно проверить, поскольку «Хейфорду» было запрещено летать над водой. [23] После этого успеха Боуэну были предоставлены два патрульных самолета Avro Anson , K6260 и K8758 , а также пять пилотов, размещенных в Мартлшеме для проверки этой функции по обнаружению кораблей. Ранние испытания продемонстрировали проблему с шумом системы зажигания , мешающим работе приемника, но вскоре эта проблема была решена слесарями Королевского авиастроительного завода (RAE). [24]
Тем временем Хибберд успешно построил новый двухтактный усилитель, использующий две такие же лампы, но работающий в диапазоне 1,25 метра , верхнем диапазоне ОВЧ (около 220 МГц); ниже 1,25 м чувствительность резко падает. [25] Джеральд Тач, родом из лаборатории Кларендон , преобразовал приемник электромагнитных помех на эту длину волны, используя существующий набор в качестве каскада промежуточной частоты (ПЧ) супергетеродинной схемы . Исходная частота 45 МГц останется настройкой ПЧ для многих последующих радиолокационных систем. Во время своего первого испытания 17 августа Anson K6260 с Тачем и Китом Вудом на борту сразу обнаружил судно в Ла-Манше на расстоянии от 2 до 3 миль (3,2–4,8 км). [26] Позже команда немного увеличила длину волны до 1,5 м, чтобы улучшить чувствительность приёмника, [27] и эта настройка в 200 МГц будет общей для многих радиолокационных систем той эпохи.
Услышав об успехе, Ватт позвонил команде и спросил, будут ли они доступны для испытаний в сентябре, когда объединенный флот кораблей Королевского флота и самолетов Берегового командования Королевских ВВС будет проводить военные учения в Ла-Манше. Во второй половине дня 3 сентября самолеты успешно обнаружили линкор HMS Rodney , авианосец HMS Courageous и легкий крейсер HMS Southampton , получив очень сильную отдачу. На следующий день они взлетели на рассвете и почти в полной пасмурности нашли Отважного и Саутгемптона на расстоянии 5–6 миль (8,0–9,7 км). Когда они приблизились к кораблям и в конце концов стали видимыми, они увидели запускающий самолет «Отважный» в тщетной попытке их перехватить. [23] Перспективность системы не осталась незамеченной наблюдателями; Альберт Персиваль Роу из комитета Тизарда прокомментировал: «Если бы они знали, это было бы надписью на стене немецкой подводной службы». [28]
Бортовой радар для обнаружения кораблей в море стал известен как радар класса «воздух-поверхность» (ASV). Его успехи привели к постоянным требованиям проведения дополнительных испытаний. Растущий интерес и активизация усилий по ASV способствовали задержкам в создании комплексов воздушного перехвата; В 1937 и 1938 годах команда потратила значительное время на работу над проблемой ASV. [29]
В мае 1938 года А.П. Роу принял управление поместьем Боудси у Уотта, который был назначен директором по развитию коммуникаций в министерстве авиации. [30] Остаток 1938 года был занят практическими проблемами разработки ASV. Одним из изменений стало использование новых ламп Western Electric 4304 вместо более ранних ламп 316A. Это позволило дополнительно увеличить мощность до импульсов около 2 кВт, что обеспечивало обнаружение кораблей на расстоянии от 12 до 15 миль (19–24 км). Их испытательной целью был маяк Корк , небольшая лодка, стоящая на якоре примерно в 4 милях (6,4 км) от Белой Башни. Этой эффективности против такого небольшого судна было достаточно, чтобы побудить армию начать работу над тем, что впоследствии стало радарами береговой обороны (CD). [31] Армейская ячейка впервые была создана 16 октября 1936 года для разработки радиолокационных систем наведения артиллерийских орудий . [32]
Еще одно изменение произошло из-за того, что каждая часть оборудования имела разные требования к мощности. Лампы передатчика использовали напряжение 6 В для нагрева нитей накала, но для ламп приемника требовалось 4 В и 2 В для нити накала ЭЛТ. ЭЛТ также требовалось 800 В для электронной пушки , а передающие лампы — 1000 В для их модуляторов (драйверов). Сначала команда использовала мотор-генераторные установки, размещенные в фюзеляжах Anson и Battle, или батареи, соединенные различными способами, как в самых ранних комплектах Heyfords. [33] Боуэн решил, что решение состоит в том, чтобы создать источник питания , который будет производить все эти напряжения постоянного тока из одного источника питания 240 В, 50 Гц, с использованием трансформаторов и выпрямителей. Это позволит им питать радиолокационные системы от сети , пока самолет находится на земле. [33]
Британские авиационные двигатели обычно оснащались валом отбора мощности , который вел к задней части двигателя. В двухмоторных самолетах, таких как Anson, один из них будет использоваться в качестве генератора , питающего приборы самолета напряжением 24 В постоянного тока, другой останется неподключенным и доступным для использования. [34] Следуя предложению Уотта избегать каналов Министерства авиации, в октябре Боуэн перелетел на одном из «Бэттлов» на завод «Метрополитен-Викерс » (Метровик) в Шеффилде, где он снял генератор постоянного тока с двигателя и [e] сбросил его на стол и попросил генератор переменного тока аналогичного размера и формы. [36] Арнольда Тастина , ведущего инженера Metrovick, вызвали для рассмотрения проблемы, и через несколько минут он вернулся, чтобы сказать, что он может поставить блок на 80 В с частотой от 1200 до 2400 Гц и мощностью 800 Вт, что даже лучше, чем 500 Вт. просил. Боуэн как можно скорее разместил заказ на 18 предсерийных единиц, и первые машины начали поступать в конце октября. [34] Вскоре последовал второй заказ еще на 400 штук. В конечном итоге за время войны было произведено около 133 800 таких генераторов. [37]
Чтобы лучше проверить потребности ИИ, нужен был самолет со скоростью, необходимой для перехвата современного бомбардировщика. В октябре 1938 года команде были предоставлены два легких бомбардировщика Fairey Battle , характеристики и размеры которых больше подходили для роли ночного истребителя . Боевые К9207 и К9208 и экипаж, летавший на них, были отправлены в Мартлшем; [38] K9208 был выбран для установки радара, а K9207 использовался в качестве самолета-мишени и поддержки. [39] [ф]
К 1939 году стало ясно, что надвигается война, и команда начала переключать свое основное внимание с ASV обратно на искусственный интеллект. Новый комплект, созданный путем объединения передатчика новейших блоков ASV с приемником EMI, впервые участвовал в боевых действиях в мае 1939 года. Система продемонстрировала едва достаточную максимальную дальность действия - около 2–3 миль (3,2–4,8 км). ), но слишком большая минимальная дальность оказалась гораздо более серьезной проблемой. [41]
Минимальная дальность действия любой радиолокационной системы обусловлена шириной импульса — продолжительностью времени, в течение которого передатчик включается до его выключения, чтобы приемник мог прослушивать отражения от целей. Если эхо от цели принимается во время передачи передатчика, эхо будет заглушено передаваемым импульсом, обратно рассеянным от местных источников. Например, радар с шириной импульса 1 мкс не сможет обнаружить отраженные сигналы от цели, находящейся на расстоянии менее 150 м, поскольку радиолокационный сигнал, распространяющийся со скоростью света , до этого покроет расстояние туда и обратно в 300 м. Интервал мкс прошел. [41]
В случае с ASV это не было проблемой; самолет не приблизится к кораблю на поверхности ближе, чем его высота, составляющая, возможно, несколько тысяч футов, поэтому более длинная ширина импульса вполне подойдет. Но в роли ИИ минимальная дальность заранее определялась зрением пилота: 300 м или меньше для ночного перехвата, что требовало импульсов субмикросекундной длительности. Это оказалось очень сложно организовать, и было трудно обеспечить дальность действия менее 1000 футов. [41]
Джеральд Тач приложил значительные усилия для решения этой проблемы и в конце концов пришел к выводу, что импульс передатчика длительностью менее 1 мкс возможен. Однако, когда это была предпринята, было обнаружено, что сигналы просачиваются в приемник и вызывают его ослепление на период более 1 мкс. Он разработал решение, использующее генератор временной развертки , который одновременно запускал импульс передатчика и отключал входную часть приемника, в результате чего его чувствительность в этот период становилась гораздо менее чувствительной. Эта концепция стала известна как squegging . [42] В ходе обширных испытаний Anson K6260 Touch в конечном итоге остановился на минимальной дальности действия 800 футов (240 м) как наилучшем компромиссе между видимостью и чувствительностью. [8]
Кроме того, наборы продемонстрировали серьезную проблему с отражениями от земли. Вещательная антенна посылала импульс на очень большую территорию, охватывая всю переднюю часть самолета. Это означало, что часть передаваемой энергии падала на землю и отражалась обратно к приемнику. В результате на дисплее на расстоянии, равном высоте самолета, появилась сплошная линия, за которой ничего не было видно. Это было нормально, когда самолет летел на высоте 15 000 футов (4,6 км) или более, а возвращение с земли происходило примерно на максимальной полезной дальности, но это означало, что перехват, выполняемый на меньших высотах, обеспечивал все более меньшую дальность. [43]
В мае 1939 года подразделение было переведено в боевой состав, а в середине июня «Стаффи» Даудинг был отправлен в испытательный полет. Боуэн управлял радаром и сделал несколько заходов на посадку с разных точек. Даудинг был впечатлен и попросил продемонстрировать минимальную дальность полета. Он проинструктировал Боуэна, чтобы пилоты оставались на месте, как только они максимально приблизится к радару, чтобы они могли посмотреть вверх и увидеть, насколько близко это на самом деле. Боуэн описывает результат:
Предыдущие 30-40 минут наши головы находились под черной тканью, закрывающей электронно-лучевые трубки. Я сдернул ткань, Стаффи посмотрел прямо перед собой и сказал: «Где это? Я его не вижу». Я указал прямо вверх; мы летели почти прямо под целью. «Боже мой, — сказал Стаффи, — скажи ему, чтобы он отошел, мы слишком близко». [44]
Версия тех же событий, представленная Даудингом, отличается. Он заявляет, что был «чрезвычайно впечатлен» потенциалом, но указал Боуэну, что минимальная дальность стрельбы в 1000 футов является серьезным препятствием. Он не упоминает о близком сближении, и его формулировка предполагает, что его не произошло. Даудинг сообщает, что, когда они встретились снова позже в тот же день, Боуэн заявил, что добился сенсационного прогресса, и минимальная дальность была уменьшена всего до 220 футов (67 м). Даудинг сообщает об этом некритически, но исторические данные показывают, что такого прогресса сделано не было. [45]
По возвращении в Мартлшем Даудинг выразил свою обеспокоенность по поводу ночных перехватов и характеристик подходящего ночного истребителя. Поскольку перехваты были длительными, самолет должен был обладать большой автономностью. Чтобы гарантировать, что дружественный огонь не будет проблемой, пилоты должны будут идентифицировать все цели визуально. Это означало, что потребуется отдельный оператор радара, чтобы пилот не терял ночное зрение, глядя на ЭЛТ. И, наконец, поскольку время, необходимое для организации перехвата, было очень большим, самолету требовалось вооружение, которое могло бы гарантировать уничтожение бомбардировщика за один заход - шансов на организацию второго перехвата было мало. [46]
Позже Даудинг написал записку, рассматривая на эту роль несколько самолетов, отвергая двухместный истребитель Boulton Paul Defiant из-за его тесной задней части башни. Он был уверен, что Bristol Beaufighter идеально подойдет для этой роли, но он не будет готов в ближайшее время. Поэтому он выбрал на ближайший срок легкий бомбардировщик «Бристоль Бленхейм», отправив два первых прототипа в Мартлшем-Хит для оснащения радаром, полученным в боях. Blenheim K7033 был оснащен радаром, а K7034 выступал в качестве цели. [47] Оба этих самолета потеряли пропеллер в полете, но благополучно приземлились; Пропеллер K7033 так и не был найден, но на следующий день разгневанный фермер вернул его в Мартлшем. [48]
Даже на длине волны 1,5 м антенны практических размеров имели относительно низкое усиление и очень плохое разрешение; Антенна передатчика создавала веерообразный сигнал шириной более 90 градусов. Это было бесполезно для наведения на цель, поэтому требовалась некоторая система указания направления. Команда серьезно рассматривала сравнение фаз как решение, но не смогла найти подходящую схему фазосдвигания. [49]
Вместо этого была принята система из нескольких приемных антенн, каждая из которых была расположена так, что был виден только определенный участок неба. Два горизонтальных приемника были установлены по обе стороны фюзеляжа и видели отражения только слева или справа, слегка перекрываясь посередине. Два вертикальных приемника были установлены над и под крылом, регистрируя отражения над или под самолетом. [50]
Каждая пара антенн была подключена к моторизованному переключателю, который быстро переключался между парами — метод, известный как переключение лепестков . [51] Оба сигнала затем отправлялись на электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) для отображения, причем один из них проходил через инвертор напряжения. Если бы цель находилась слева, на дисплее слева отобразилось бы более длинное пятно, чем справа. Когда цель была прямо впереди, отметки были одинаковой длины. [52] Такое решение изначально имело ограниченную точность, около пяти градусов, но это было практическое решение с точки зрения ограничения размеров антенны. [50]
К этому моменту Министерство авиации уже отчаянно пыталось ввести в эксплуатацию хоть одно подразделение. Удовлетворенный своим визитом в мае, Даудинг предположил, что Mk. Я был достаточно хорош для целей оперативного тестирования. 11 июня 1939 года AI получил высший приоритет, и были приняты меры для поставки 11 дополнительных самолетов Blenheim в 25-ю эскадрилью британских ВВС Хокинге (всего 21 самолет). Поскольку каждая из деталей поступала от разных поставщиков, и сборщики не были знакомы ни с одной из них, членам команды искусственного интеллекта приходилось вручную собирать компоненты по мере их поступления и инструктировать сборщиков по работе с наборами. [45]
Ватт ждал заказа и в 1938 году организовал производство передатчиков в Метровике и приёмников в AC Cossor . Оказалось, что это были неправильные продукты: Метровику было приказано напрямую скопировать («китайский») дизайн Перси Хибберда 1937 года, но Боудси поставил Метровику неправильный прототип, который скопировал его. [53] Приемники Cossor оказались непригодными для использования: они весили столько же, сколько весь передатчик и приемник, а чувствительность составляла примерно половину от чувствительности EMI lash-up. [54]
Именно в этот момент команде повезло еще раз. Бывшим руководителем диссертации Боуэна в Королевском колледже в Лондоне был Эдвард Эпплтон , который работал с Уоттом и Гарольдом Паем в 1920-х годах. С тех пор Пай основал свою собственную радиокомпанию Pye Ltd. и активно работал на телевидении. Недавно они представили новый телевизор, основанный на инновационной электронной лампе, разработанной голландской компанией Philips , пентоде EF50 . Эпплтон упомянул о конструкции Pye Боуэну, который нашел ее большим улучшением по сравнению с версией EMI, и был рад узнать, что существует небольшая производственная партия, которую можно использовать для их экспериментов. [55] Дизайн стал широко известен как полоса Пай . [56]
Полоса Пай была таким шагом вперед по сравнению с подразделением EMI, что EF50 стал ключевым стратегическим компонентом. Когда в 1940 году надвигалось немецкое вторжение на запад, британцы связались с Philips и разработали план по переводу совета директоров компании в Великобританию, а также еще 25 000 самолетов EF50 и еще 250 000 баз, на которых могла бы построить Mullard , британская дочерняя компания Philips. целые трубки. Эсминец HMS Windsor [ 57] был отправлен за ними в мае и покинул Нидерланды всего за несколько дней до немецкого вторжения в страну 15 мая 1940 года. [55] [g] Полоса Пай и ее 45 МГц промежуточная частота будет повторно использоваться во многих других радиолокационных системах военного времени. [58]
Новые «Бленхеймы» в конце концов прибыли в Мартлшем, они были экспериментально переоборудованы в тяжелые истребители с добавлением четырех британских пулеметов «Браунинг» калибра .303 (7,7 мм) и четырех 20-мм автопушек «Испано» , а также удаления средней верхней башни для уменьшения веса на 800 фунтов ( 360 кг) и немного перетащить. [59] [60] [h] Они прибыли без каких-либо стоек или других приспособлений, необходимых для установки радара, который пришлось изготовить местными монтажниками. Дальнейших поставок Blenheim Mk. Первоначально предлагались модели IF [i] и IIF, но новый Mk. Версии IVF с более длинным и измененным носом. Шасси пришлось переоборудовать для нового самолета, а приемники и ЭЛТ были установлены в увеличенной носовой части, что позволяло оператору указывать пилоту поправки с помощью ручных сигналов в качестве резервной копии в случае выхода из строя интеркома. [61]
К сентябрю несколько Blenheims были оснащены тем, что теперь официально называлось AI Mk. Я и подготовка экипажей начались в 25-й эскадрилье Королевских ВВС Нортхолт . Роберт Хэнбери Браун , физик, который позже будет работать над радаром в США, и Кейт Вуд присоединились к ним в августе 1939 года, помогая монтажникам поддерживать работоспособность систем и придумывая полезные методы перехвата. Ближе к концу августа Даудинг посетил базу, увидел радары в носовой части и указал Боуэну, что вражеские артиллеристы увидят свет ЭЛТ и застрелят оператора. Комплекты были переоборудованы еще раз и возвращены в заднюю часть фюзеляжа, что привело к новым задержкам. [62]
В тыловых подразделениях единственным способом связи был интерком. Современные системы также использовали радио в качестве интеркома, но комплекты TR9D, используемые в самолетах RAF, использовали голосовой канал в течение 15 секунд каждую минуту для системы «пип-писк» , блокируя связь. Даже когда были поставлены модифицированные комплекты, предназначенные для решения этой проблемы, было обнаружено, что радар сильно мешает внутренней связи. Была опробована переговорная трубка , но она оказалась бесполезной. Новые УКВ- радиостанции, разрабатывавшиеся в тот же период, не имели подобных проблем, и Бленхеймы были перенесены в начало очереди на получение этих устройств. [63] [64]
Боудси, расположенный прямо на восточном побережье в относительно уединенном месте, не мог быть эффективно защищен от воздушных атак или даже бомбардировок с лодок в море. Необходимость переброски отряда в более защищенное место при открытии боевых действий была выявлена задолго до войны. Во время визита в свою альма-матер в Университете Данди Уотт подошел к ректору и спросил о возможности размещения там команды в кратчайшие сроки. Когда немцы вторглись в Польшу и 3 сентября 1939 года была объявлена война, исследовательские группы собрались и прибыли в Данди, где ректор лишь смутно помнил разговор и ничего не подготовил к их приезду. Студенты и преподаватели вернулись после летних каникул, и для всей группы были доступны только две небольшие комнаты. [65]
Группа ИИ и ее экспериментальные самолеты из Экспериментального учреждения по полетам, самолетам и вооружению D (A&AEE) [66] переехали в аэропорт на некотором расстоянии в Перт, Шотландия . [j] Аэропорт был совершенно непригоден для монтажных работ: для работы самолетов был доступен только один небольшой ангар, а второй использовался под офисы и лаборатории. Для этого большая часть самолетов оставалась снаружи, а над другими работали внутри. Тем не менее, первоначальная группа самолетов была укомплектована к октябрю 1939 года. Благодаря этому успеху в аэропорт прибывало все больше и больше самолетов для установки радаров командой ИИ, большинство из которых были подразделениями ASV для патрульных самолетов, таких как Lockheed Hudson и Short Sunderland. патрульный самолет, за которым последовала экспериментальная установка на торпедоносцы Fleet Air Arm Fairey Swordfish и Supermarine Walrus . [67] [68]
Бернард Ловелл присоединился к команде радаров по личному предложению Патрика Блэкетта , первого члена комитета Тизарда. Он прибыл в Данди и встретил Сидни Джефферсона, который сказал ему, что его перевели в группу ИИ. [9] Условия в Перте были настолько тяжелыми, что это явно влияло на работу, и Ловелл решил написать об этом Блэкетту 14 октября. Среди многих проблем он отметил следующее;
Ситуация здесь действительно невероятная. Здесь кричат, чтобы поставили сотни самолетов. Монтажники работают 7 дней в неделю, а иногда и по 15 часов в день. По их собственным словам, "аппарат - дрянь даже для телеприемника". [69]
Блэкетт удалил все прямые ссылки на Ловелла и передал их Тизарду, который обсуждал этот вопрос с Роу во время своего следующего визита в Данди. [69] Роу сразу догадался, кто написал письмо, и позвал Ловелла, чтобы обсудить его. В то время Ловелл мало об этом думал, но позже узнал, что Роу ответил Тизарду 26 октября:
Он явно понятия не имеет, что я знаю, что он написал Блэкетту. Судя исключительно по цитированному вами письму, я ожидал, что Ловелл окажется отвратительным человеком, которого следует отстранить от работы. Однако я считаю, что это не так. [70]
Из разговора Роу предположил, что главная проблема заключалась в том, что Перт просто не подходил для этой работы. [71] Он решил, что большая часть исследовательского учреждения, теперь известного как Исследовательский центр Министерства авиации (AMRE), останется в Данди, а группу ИИ следует переместить в более подходящее место. На этот раз выбранным местом были ВВС Великобритании в Сент-Атане в Уэльсе, примерно в 15 милях (24 км) от Кардиффа . Сент-Атан был большой базой, которая также служила тренировочным полигоном британских ВВС и должна была стать идеальным местом. [72]
Когда группа ИИ прибыла 5 ноября 1939 года, они оказались в заброшенном ангаре без офисных помещений. Небольшое облегчение было достигнуто за счет использования заброшенных крыльев Хейфорда в качестве перегородок, [73] но это оказалось в значительной степени бесполезным, поскольку погода стала холодной. Поскольку главные двери ангара днем обычно оставались открытыми, часто было слишком холодно, чтобы держать в руках отвертку. [72] Боуэн жаловался, что такие условия «вызвали бы бунт на тюремной ферме». [74]
По иронии судьбы, немцы игнорировали Боудси на протяжении всей войны, а Сент-Атан подвергся нападению Юнкерса Ju 88 всего через несколько недель после прибытия команды. Одиночная бомба попала прямо в взлетно-посадочную полосу, но не взорвалась. [60]
После октябрьских поставок министерство авиации приступило к планированию производства AI Mk. II. Это во многом отличалось добавлением новой системы временной развертки , которая, как надеялись, уменьшит минимальную дальность до очень полезных 400 футов (120 м). Когда были установлены новые устройства, выяснилось, что минимальная дальность увеличилась до 1000 футов. Эту проблему связали с неожиданно высокой емкостью трубок, и при дальнейших работах удалось вернуться лишь к Мк. У меня 800 футов. [75] Бленхеймы из ряда эскадрилий были оснащены Mk. II, по три самолета были выделены в 23-ю, 25-ю, 29-ю, 219-ю, 600-ю и 604-ю эскадрильи в мае 1940 г. [76]
Две экспериментальные версии Mk. Я был протестирован. В блоке AIH использовались клапаны GEC VT90 Micropup вместо Acorns для дополнительной мощности, буква H означает высокую мощность около 5 кВт. Испытательный образец, установленный на Blenheim IF, оказался многообещающим в марте, а второй был доставлен в начале апреля, но разработка была прекращена по неизвестным причинам. У AIL была блокировка развертки времени , которая улучшала максимальную дальность за счет значительного увеличения минимальной дальности от 3000 до 3500 футов (0,91–1,07 км), и работа была прекращена. [77] [к]
Пока доставлялись самолеты, Боуэн, Тизард и Уотт настаивали на том, чтобы министерство авиации назначило человека, который будет командовать всей системой ночного боя, от обеспечения доставки самолетов и производства радаров до обучения пилотов и наземного персонала. Это привело к формированию Комитета ночного перехвата (названного так в июле 1940 года) под руководством Ричарда Пирса . Пирс сформировал подразделение ночного перехвата в британских ВВС Тангмер 10 апреля 1940 года; Позже оно было переименовано в Отряд истребительного перехвата (ПФР). [78]
Боуэн прочитал в Bentley Priory серию лекций по теории ночного перехвата с радиолокационным наведением и пришел к выводу, что истребителю потребуется преимущество в скорости от 20 до 25% над своей целью. Основные бомбардировщики Люфтваффе — Junkers Ju 88, Dornier Do 17 Z и Heinkel He 111 — были способны летать со скоростью около 250 миль в час (400 км/ч), по крайней мере, со средней нагрузкой. Это означало, что истребителю необходимо будет лететь со скоростью не менее 300 миль в час (480 км/ч), а «Бленхейм» при полной загрузке был способен развивать скорость только 280 миль в час (450 км/ч). Опасения Боуэна по поводу низкой скорости «Бленхейма» подтвердились в бою. [76]
Мк. II использовался лишь в течение короткого времени, когда команда заменила его передатчик на блок от ASV Mk. I, который использовал новые клапаны Micropup. [79] [l] Новый AI Mk. III были экспериментально установлены примерно на двадцати Бленхеймских IF в апреле 1940 года, где они продемонстрировали улучшенную максимальную дальность действия от 3 до 4 миль (4,8–6,4 км). [80] Однако они по-прежнему страдали от большой минимальной дальности: от 800 до 1500 футов в зависимости от того, как был настроен приемник. [81]
Это привело к тому, что Хэнбери Браун называет «большим спором о минимальной дальности действия». [81] С октября 1939 года круглосуточно работали над установкой оставшихся Mk. Когда я работал в Перте и Сент-Атане, у команды не было времени на дальнейшую разработку электроники. Они знали, что минимальная дальность по-прежнему превышает удовлетворительную, но Боуэн и Хэнбери Браун были убеждены, что существует простое решение, которое они могут реализовать после завершения первоначальных установок. [82] Между тем, текущие комплекты продолжали устанавливаться, хотя все знали о их проблемах. 24 января 1940 года Артур Теддер , генеральный директор по исследованиям, признался Тизарду, что:
Я боюсь, что большая часть, если не большая часть, проблем связана с нашей фатальной ошибкой, когда мы поторопились с производством и внедрением ИИ до того, как он был готов к производству, установке или использованию. Эта досадная поспешность неизбежно разрушила исследовательскую работу по ИИ, поскольку она отвлекла исследовательскую группу от собственно исследования к установке. [83]
Вопрос о минимальной дальности продолжал подниматься, проходя через министерство авиации и, в конечном итоге, к Гарольду Ларднеру, главе того, что тогда было известно как Стэнморский исследовательский центр. [84] Роу и его заместитель Беннетт Льюис были вызваны на встречу с Ларднером, чтобы обсудить этот вопрос. Очевидно, не проинформировав Ларднера о потенциальном решении Боуэна и Хэнбери Браун или о том факте, что они не могут над ним работать из-за продолжающихся монтажных работ, они согласились поручить Льюису расследовать этот вопрос. Затем Льюис отправил контракт в EMI, чтобы посмотреть, что они могут сделать. [85] По словам Боуэна и Хэнбери Брауна, Роу и Льюис намеренно спровоцировали эти события, чтобы отобрать контроль над проектом ИИ у команды ИИ. [80] [85]
В Данди Льюис поднял этот вопрос, и были рассмотрены два решения по улучшению дальности полета. Мк. IIIA состоял из набора незначительных изменений в передатчике и приемнике с целью уменьшить минимальную дальность действия примерно до 800 футов (240 м). Собственным решением Льюиса стал Mk. IIIB, в котором использовался второй передатчик, который транслировал сигнал, который смешивался с основным для его подавления в конце импульса. Он считал, что это уменьшит минимальную дальность действия всего до 600 футов (180 м). Два экземпляра IIIA поступили на испытания в мае 1940 года и продемонстрировали незначительные улучшения: дальность полета сократилась всего до 950 футов (290 м), но за счет значительного уменьшения максимальной дальности - всего 8500 футов (2,6 км). Испытания IIIB ждали, пока в мае команда ИИ переехала из Сент-Атана в Уорт-Матраверс [86] , и в конечном итоге их обогнали события. Разработка обеих моделей была прекращена в июне 1940 г. [87]
Весть о том, что Льюис разрабатывает собственное решение проблемы минимальной дальности, дошла до команды искусственного интеллекта в Сент-Атане где-то в начале 1940 года. Боуэн был чрезвычайно расстроен. Он уже привык к тому, что исследователи были вовлечены в опрометчивую попытку производства, но теперь Роу также напрямую отстранял их от исследовательской деятельности. Тизард услышал о жалобах и посетил Данди, пытаясь сгладить их, но это, очевидно, не удалось. 29 марта 1940 года в записке из офиса DCD Уотта было объявлено о реорганизации Воздушно-десантной группы. Джеральд Тач перейдет в RAE, чтобы помочь в разработке процедур производства, установки и обслуживания Mk. IV, несколько других членов команды разойдутся по аэродромам Королевских ВВС, чтобы помочь в обучении наземных и воздушных экипажей непосредственно на подразделениях, в то время как остальная часть команды, включая Ловелла и Ходжкина , снова присоединится к основным группам радиолокационных исследований в Данди. Боуэн не участвовал в реорганизации; его участие в ИИ закончилось. [88] В конце июля Боуэна пригласили присоединиться к миссии Тизард , которая отправилась в США в августе 1940 года. [89]
Мк. III прошел обширные испытания в 25-й эскадрилье в мае 1940 года, и была обнаружена еще одна тревожная проблема. По мере движения самолета-мишени в стороны от истребителя ошибка горизонтального угла росла. В конце концов, под углом примерно 60 градусов в сторону было указано, что цель находится по другую сторону истребителя. Хэнбери Браун пришел к выводу, что проблема возникла из-за отражений между фюзеляжем и гондолами двигателей из-за перехода на длинноносый IVF с коротконосых IF и IIF. В предыдущих примерах они использовали фюзеляж самолета в качестве отражателя, располагая и наклоняя антенны так, чтобы они проходили вдоль носовой части или передних кромок крыла. [90]
Он попытался переместить горизонтальные антенны за пределы гондол, но это не дало большого эффекта. Еще одна попытка использования вертикально ориентированных антенн «полностью решила проблему» и позволила расположить антенны в любом месте крыла. [91] Когда позже он попытался понять, почему антенны всегда были горизонтальными, он обнаружил, что это произошло в ходе испытаний ASV, где было обнаружено, что это уменьшает отражения от волн. Учитывая параллельное развитие систем ASV и ИИ, эта схема была скопирована на сторону ИИ, и никто не рассматривал другие решения. [92]
На заседании Комитета ночного перехвата 2 мая было решено, что бомбардировочная угроза выше, чем подводные лодки, и было принято решение перебросить 80 из 140 ASV Mk. I передатчики для искусственного интеллекта, добавление к 70, построенным EKCO (EK Cole). Они будут превращены в 60 IIIA и 40 IIIB. [93] [м] На следующей встрече 23 мая Тизард, возможно, вызванный комментариями директора службы связи (воздух), предположил, что эти устройства не подходят для оперативного использования, особенно из-за низкой надежности, и их следует ограничить дневные тренировочные миссии. [64]
К 26 июля 70 самолетов Blenheim были оснащены Mk. III и RAE написали обширный отчет о системе. Они также выразили обеспокоенность по поводу так называемых «частично надежных» систем и указали, что серьезная проблема связана с ненадежными антенными соединениями и кабелями. Но они пошли дальше и заявили, что концепция самовозбуждения просто не будет работать для производственной системы. Эти системы использовали схему передатчика в качестве генератора для создания рабочей частоты, но у них был недостаток: требовалось некоторое время для стабилизации, а затем снова выключалось. Хэнбери Браун согласился с этой оценкой, как и Эдмунд Кук-Ярборо, который руководил работой над IIIB в Данди. [64]
Комментарии RAE по поводу самовозбуждающегося передатчика не были случайными: они имели в виду работу, которая только начиналась в EMI как прямой результат предыдущего контракта Льюиса. Инженеры EMI Алан Блюмлейн и Эрик Уайт разработали систему, которая отказалась от схемы самовозбуждающегося передатчика и вместо этого использовала отдельный модулятор, который подавал сигнал в передатчик для усиления. Сигнал генератора также был отправлен на приемник, чтобы использовать его для снижения его чувствительности. Совокупный эффект заключался в повышении резкости передаваемого импульса и одновременном уменьшении «звона» в приемнике. [94] Во время испытаний в мае 1940 года Хэнбери Браун смог ясно увидеть отражение на расстоянии 500 футов (150 м) и все еще мог видеть его, когда они приблизились к 400. [89]
Компания Touch, которая сейчас работает в RAE Farnborough и представила улучшенные версии ASV, быстро адаптировала новый генератор к существующему Mk. III передатчик. [89] Адаптация вертикальной передающей конструкции «наконечника стрелы», сложенной двухдипольной антенны на носовой части самолета, из работы Хэнбери Брауна с Mk. III устранил все оставшиеся проблемы. [91] На своих первых эксплуатационных испытаниях в июле 1940 года новый AI Mk. IV продемонстрировал способность обнаружить еще один «Бленхейм» на расстоянии 20 000 футов (6,1 км) и продолжал отслеживать его как минимум до 500. Хэнбери Браун заявил, что «он сделал все, на что мы изначально надеялись, что бортовой радар будет работать в ночное время». -боевые действия». [89] Далее он отметил, что хотя Мк. IV появился всего через год после первого Mk. У меня было такое ощущение, будто они работали десять лет. [89]
Контракт на производство 3000 единиц был немедленно заключен с EMI, Pye и EKCO. [95] Отправляясь в США в августе, команда Tizard Mission взяла с собой Mk. IV, АСВ Мк. II и IFF Mk. II с ними через Национальный исследовательский совет (Канада) . [96] В ходе последующих обсуждений было решено, что США будут производить ИИ, а Канада — ASV. Western Electric получила лицензию на производство Mk. IV в США, где он был известен как SCR-540. Поставки самолетов Р-70 ( А-20 Havoc ) и ПВ-1 начались в 1942 году. [97] [98]
На протяжении всего развития Mk. С I по III различные подразделения использовали системы, пытаясь разработать подходящие методы перехвата. Очень рано было решено отказаться от полной цепочки сообщений системы Даудинг и заставить операторов радаров на точках Chain Home (CH) напрямую общаться с истребителями, что значительно сократило задержки. Это улучшило ситуацию, и во все большем числе случаев самолеты получали направление от станций ЦО на реальные цели. [99]
Экипажам в конечном итоге должно было повезти, и это произошло в ночь с 22 на 23 июля 1940 года, когда Бленхеймский IF ПФР получил указание от станции Poling CH и обнаружил цель на высоте 8000 футов (2,4 км). диапазон. Оператор радара CH направлял их до тех пор, пока наблюдатель визуально не заметил Do 17. Пилот приблизился на 400 футов (120 м), прежде чем открыть огонь, продолжая приближаться до тех пор, пока они не оказались настолько близко, что масло, выплеснутое из цели, закрыло его лобовое стекло. Оторвавшись, «Бленхейм» перевернулся вверх дном, и из-за отсутствия видимости пилот не смог прийти в себя, пока не достиг высоты 700 футов (210 м). Цель упала у Богнор-Реджиса , на южном побережье Англии. Это было первое известное в истории подтвержденное успешное использование бортового радара. [100] [н]
Несмотря на этот успех, было ясно, что «Бленхейм» просто не сможет работать как истребитель. Несколько раз станции CH направляли истребители на успешный радиолокационный захват, но цель медленно удалялась от истребителя. В одном случае «Бленхейм» смог увидеть цель, но когда он ее заметил, самолет увеличил мощность и исчез. С 1 по 15 октября 1940 г. Мк. Истребители RAF Kenley, оснащенные III, совершили 92 полета, выполнили 28 радиолокационных перехватов и не сбили ни одного самолета. [102]
Прибытие Мк. IV в июле 1940 года улучшило ситуацию, но именно поставка Bristol Beaufighter , начавшаяся в августе, создала по-настоящему эффективную систему. Бофайтер имел значительно более мощные двигатели, скорость, позволяющую ему поражать цели, и мощную артиллерийскую установку из четырех 20-мм пушек, которые могли легко уничтожить бомбардировщик за один заход. Использование эскадрильи началось в октябре, и ее первая победа пришла вскоре после этого, 19/20 ноября, когда истребитель Beaufighter IF из 604-й эскадрильи уничтожил Ju 88A-5 возле Чичестера , что очень близко к первому успеху Mk. III. [103] [о]
В августе и сентябре 1940 года Люфтваффе встретились с системой Даудинга в битве за Британию и, несмотря на огромные усилия, не смогли победить истребительное командование. Письмо Тизарда от 1936 года оказалось пророческим; с их потерями в течение дня Люфтваффе перешли к ночной кампании. Всерьез блиц начался в сентябре. [105]
Задолго до этого Даудинг подвергался почти постоянной критике со всех сторон; он все еще находился у власти после достижения обычного пенсионного возраста для офицеров, обладал вспыльчивым характером, за что получил прозвище «Стаффи», и сохранял жесткий контроль над истребительным командованием. Его также критиковали за бездействие в прекращении боя между Китом Парком и Траффордом Ли-Мэллори , командирами групп 11 и 12 вокруг Лондона. Тем не менее, он пользовался благосклонностью Уинстона Черчилля и продемонстрировал успех битвы за Британию, что сделало большинство жалоб спорными. [106]
Блиц изменил все. В сентябре 1940 года Люфтваффе совершило 6135 ночных боевых вылетов, в результате чего было потеряно всего четыре боевых самолета. Система Даудинга была неспособна практически справиться с ночными перехватами, и Даудинг продолжал заявлять, что единственным решением было запустить в работу ИИ. В поисках альтернативы начальник штаба авиации Сирил Ньюолл созвал комитет по рассмотрению под руководством Джона Салмонда . Салмонд собрал группу тяжеловесов, в которую вошли Шолто Дуглас , Артур Теддер, Филип Жубер де ла Ферте и Уилфрид Фриман . [107]
На своей первой серии заседаний 14 сентября Комитет ночной защиты начал собирать ряд предложений по улучшениям, которые подробно обсуждались 1 октября. Они были переданы Даудингу для реализации, но он обнаружил, что многие из их предложений уже устарели. Например, они предложили построить новые радары, которые можно было бы использовать над сушей, что позволило бы продолжать бой на протяжении всего рейда. Контракт на радар этого типа уже был разослан в июне или июле. Они предложили передать фильтрующую комнату в Бентли Прайори Королевских ВВС штабу группы, чтобы улучшить поток информации, но Даудинг уже пошел еще дальше и передал ночной перехват на уровень секторов на аэродромах. Даудинг принял только четыре предложения. [108]
За этим последовал еще один доклад по просьбе Черчилля, на этот раз адмирала Тома Филлипса . Филлипс вернул свой отчет 16 октября, призвав к постоянному патрулированию истребителями Hawker Hurricane , управляемыми прожекторами , так называемыми истребителями «кошачий глаз» . Даудинг ответил, что скорость и высота современных самолетов сделали такие усилия практически бесполезными, заявив, что Филлипс предлагал «просто вернуться к методу Микобера , приказав им летать и ждать, пока что-нибудь появится». Он вновь заявил, что ИИ — единственное решение проблемы. Филлипс не проигнорировал ИИ, но отметил, что «В начале войны было заявлено, что ИИ опережает его на месяц или два. Спустя более года мы все еще слышим, что примерно через месяц он действительно может достичь результатов. " [108]
Настойчивость Даудинга в ожидании ИИ привела непосредственно к его увольнению 24 ноября 1940 года. Многие историки и писатели, в том числе Боуэн, предположили, что его увольнение было неразумным и что его определение радара ИИ как единственного практического решения было в конечном итоге правильным. [108] Хотя это может быть правдой, сила «кошачьего глаза» действительно привела к ряду убийств во время налета, хотя их эффективность была ограничена и быстро затмевалась силами ночных истребителей. В мае 1941 года истребители «Кошачий глаз» сбили 106 самолетов, а ночные истребители — 79, но совершили для этого вдвое больше боевых вылетов. [109] По совпадению, система, аналогичная истребителям «Кошачий глаз» , Wilde Sau , была разработана Люфтваффе независимо позже в ходе войны.
_radar_installation_at_RAF_Sopley,_Hampshire,_1945._CH15188.jpg/1280px-GCI_(Ground_Control_of_Interception)_radar_installation_at_RAF_Sopley,_Hampshire,_1945._CH15188.jpg)
Несмотря на все усилия, максимальная дальность полета ИИ оставалась фиксированной на высоте самолета, что позволяло самолетам Люфтваффе избежать перехвата, летая на меньших высотах. При точности в пять миль (8 км) в направлении земли это означало, что все, что ниже 25 000 футов (7,6 км), будет подвержено этой проблеме, на долю которой приходится подавляющее большинство самолето -вылетов Люфтваффе . Еще одним серьезным ограничением было отсутствие наземного радиолокационного покрытия над сушей. [110]
24 ноября 1939 года Хэнбери Браун написал записку RDF «Предложения по управлению истребителем», призывающую к созданию нового типа радара, который бы напрямую отображал как самолет-мишень, так и истребитель-перехватчик, позволяя наземным диспетчерам напрямую управлять истребителем без необходимости интерпретации. [111] Решением было установить радар на моторизованной платформе, чтобы он постоянно вращался, охватывая все небо. Двигатель на ЭЛТ-дисплее синхронно вращал пластины отклонения луча, поэтому вспышки, видимые, когда антенна находилась под определенным углом, отображались под тем же углом на дисплее прицела. При использовании люминофора, который выдерживал хотя бы один оборот, на дисплее отображались метки для всех целей в пределах досягаемости под правильными относительными углами, создавая изображение, подобное карте, известное как PPI . Теперь, когда бомбардировщики и истребители отображаются на одном дисплее, оператор радара мог напрямую направить перехват, устраняя все задержки. [110]
Проблема заключалась в том, чтобы найти радар достаточно маленького размера; Огромные башни радара CH, очевидно, не могли вращаться таким образом. К этому времени армия добилась значительного прогресса в адаптации электроники искусственного интеллекта для создания нового радара для обнаружения кораблей в Ла-Манше (CD) с антенной, которая была достаточно маленькой, чтобы ее можно было поворачивать по направлению. В 1938 году пилоты Королевских ВВС отметили, что они могут избежать обнаружения CH при полете на малых высотах, поэтому в августе 1939 года Ватт заказал комплекты из 24 компакт-дисков под названием Chain Home Low (CHL), используя их для заполнения пробелов в покрытии CH. [112] Первоначально эти системы приводились в движение путем вращения педалей на раме велосипеда, приводя в движение зубчатую передачу. Шутка того времени «была в том, что одну из операторов WAAFRDF всегда можно было узнать по ее выпуклым икроножным мышцам и необычайно стройной фигуре». Моторизованное управление CHL было введено в апреле 1941 года. [113]
К концу 1939 года стало понятно, что вращение луча на дисплее радара можно осуществлять с помощью электроники. В декабре 1939 года компания GWA Dummer начала разработку такой системы, [111] а в июне 1940 года модифицированный радар CHL был моторизован для постоянного вращения по пеленгу и подключен к одному из этих новых дисплеев. Результатом стал обзор воздушного пространства вокруг радара на 360 градусов. Шесть экземпляров прототипов радаров наземного контроля перехвата (GCI) были изготовлены вручную на AMES (Экспериментальной станции Министерства авиации) и RAE в ноябре и декабре 1940 года, а первый был введен в эксплуатацию в RAF Sopley в первый день нового 1941 года, а остальные последовали за ним. к концу месяца. До их введения в декабре 1940 г. уровень перехвата составлял 0,5%; к маю 1941 года, при наличии ряда действующих станций GCI и большей осведомленности, этот показатель составил 7%, [102] при уровне смертности около 2,5%. [114]
Это была всего лишь комбинация AI Mk. IV, радары Beaufighter и GCI, которые создали действительно эффективную систему, и экипажам всех участников потребовалось некоторое время, чтобы освоить ее. При этом показатели перехвата начали расти в геометрической прогрессии:
Процент из них, отнесенный к силам, оснащенным ИИ, продолжал расти; тридцать семь убийств в мае были совершены Боусами или Хавоками, оснащенными искусственным интеллектом, а к июню на них приходилось почти все убийства. [114] [п]
К этому моменту Люфтваффе подвергли Великобританию крупной воздушной кампании и вызвали огромные разрушения и перемещение гражданского населения. Однако это не привело Великобританию к мирным переговорам и не оказало какого-либо очевидного влияния на экономический рост. В конце мая немцы отменили «Блиц», и с этого момента количество бомбардировок Великобритании значительно снизилось. Насколько это произошло из-за действий ночных истребителей, является предметом серьезных споров среди историков. Немцы обратили свое внимание на восток, и большая часть Люфтваффе была отправлена для поддержки этих усилий. [105] Даже в мае потери составляют лишь 2,4% атакующих сил, ничтожное число, которое легко можно было заменить Люфтваффе . [115] [д]
Артур Харрис был назначен главнокомандующим бомбардировочной авиации Королевских ВВС 22 февраля 1942 года и сразу же приступил к реализации своего плана по уничтожению Германии путем уничтожения жилья . В рамках перехода к площадным атакам в ночь на 28 марта силы сбросили на Любек взрывчатку и зажигательные вещества , причинив огромный ущерб. Адольф Гитлер и другие нацистские лидеры были в ярости и приказали нанести ответный удар. [117]
Ночью 23 апреля 1942 года на Эксетер был совершен небольшой рейд , за которым на следующий день последовало заявление Густава Брауна фон Штумма о том, что они уничтожат все места, найденные в туристических путеводителях Бедекера , получивших три звезды. На следующей неделе последовали рейды все большего размера, которые стали известны в Великобритании как Бедекерский блиц . Эта первая серия рейдов закончилась в начале мая. Когда Кельн был сильно поврежден во время первого налета 1000 бомбардировщиков, Люфтваффе вернулись для еще одной недели налетов с 31 мая по 6 июня. [117]
Первые рейды стали неожиданностью и были встречены неэффективной реакцией. В первом налете истребитель Beaufighter из 604-й эскадрильи сбил один бомбардировщик, следующие три налета закончились без убийств, а в следующем снова было одно убийство. Но по мере того, как характер атак становился все более очевидным (короткие нападения на небольшие прибрежные города), защита отреагировала. Четыре бомбардировщика были сбиты в ночь с 3 на 4 мая, еще два — 7/8, один — 18-го, два — 23-го. Люфтваффе также изменили свою тактику ; их бомбардировщики приближались на малой высоте, поднимались, чтобы обнаружить цель, а затем снова пикировали после сброса бомб. Это означало, что перехваты с Mk. IV были возможны только во время запуска бомбы. [118]
В конце концов, рейды Бедекера не привели к сокращению налетов Королевских ВВС на Германию. Потери среди гражданского населения были значительными: 1637 человек убиты, 1760 ранены и 50 000 домов разрушены или повреждены. [119] По сравнению с The Blitz это было относительно незначительно; К концу этой кампании 30 000 мирных жителей были убиты и 50 000 ранены. [120] Потери Люфтваффе составили 40 бомбардировщиков и 150 членов экипажа. [121] Хотя ночные истребители не добились особых успехов (около 22 самолетов с конца апреля до конца июня), [101] их недостатки были на пути к устранению.
.jpg/1280px-Original_cavity_magnetron,_1940_(9663811280).jpg)
Воздушно-десантная группа экспериментировала с микроволновыми системами еще в 1938 году, обнаружив, что подходящее расположение желудевых трубок может работать на длинах волн всего 30 см. Однако они имели очень низкую выходную мощность и хорошо работали в области пониженной чувствительности на стороне приемника, поэтому дальность обнаружения была очень короткой. Группа на время отказалась от дальнейшего развития. [122]
Разработка продолжалась в основном по настоянию Адмиралтейства , которое рассматривало это как решение для обнаружения боевых рубок частично затопленных подводных лодок . После визита Тизарда в исследовательский центр Херста GEC на Уэмбли в ноябре 1939 года и последующего визита Уотта, компания занялась разработкой и к лету 1940 года разработала рабочий комплект диаметром 25 см с использованием модифицированных VT90 . Благодаря этому успеху Ловелл и новый член Воздушно-десантной группы Алан Ллойд Ходжкин начали экспериментировать с антеннами рупорного типа, которые обеспечивали значительно более высокую угловую точность. Вместо того, чтобы транслировать радиолокационный сигнал на всю переднюю полусферу самолета и прослушивать эхо отовсюду в этом объеме, эта система позволит использовать радар как фонарик , направленный в направлении наблюдения. [88] Это значительно увеличит количество энергии, падающей на цель, и улучшит возможности обнаружения.
21 февраля 1940 года Джон Рэндалл и Гарри Бут впервые запустили магнетрон с резонатором на длине волны 10 см (3 ГГц). В апреле GEC рассказали о своей работе и спросили, могут ли они улучшить конструкцию. Они внедрили новые методы герметизации и усовершенствовали катод, представив два примера, способных генерировать мощность 10 кВт на расстоянии 10 см, что на порядок лучше, чем любое существующее микроволновое устройство. [123] На этой длине волны полудипольная антенна имела длину всего несколько сантиметров и позволила команде Ловелла начать изучать параболические отражатели , производящие луч шириной всего 5 градусов. Это имело огромное преимущество, заключающееся в том, что можно было избежать отражений от земли, поскольку антенна просто не была направлена вниз, что позволяло истребителю видеть любую цель на своей высоте или над ней. [124]
За этот период Роу наконец пришел к выводу, что Данди не подходит никому из исследователей, и решил снова переехать. На этот раз он выбрал Уорт-Матраверс на южном побережье, где все радиолокационные группы снова могли работать вместе. Из-за спутанного времени и лучшего планирования со стороны команды ИИ они прибыли в Уорт-Матраверс из Сент-Атана до того, как длинный конвой из Данди смог отправиться на юг. Это вызвало пробку, что еще больше расстроило Роу. Тем не менее, к концу мая 1940 года все было готово: группа ИИ работала в основном из хижин к югу от Уорт-Матраверса и проводила монтажные работы на близлежащем аэродроме. В результате этого шага вся группа стала Научно-исследовательским институтом Министерства авиационного производства (MAPRE), но в ноябре 1940 года его снова переименовали в Научно -исследовательский институт телекоммуникаций (TRE).
Вскоре после переезда Роу сформировал новую группу под руководством Герберта Скиннера для разработки магнетрона в системе искусственного интеллекта, [88] в то время известной как AI, Sentimetric (AIS). [125] Ловелл относительно легко адаптировал свои параболические антенны к магнетрону, и команда АИС сразу же обнаружила пролетающий самолет, когда они впервые включили установку 12 августа 1940 года. На следующий день их попросили продемонстрировать установку для менеджеров, но ни одного самолета не пролетело. Вместо этого они отправили одного из рабочих на велосипеде вдоль ближайшего утеса с небольшой пластиной из алюминиевого листа. Это наглядно продемонстрировало его способность обнаруживать объекты очень близко к земле. Поскольку AIS быстро превратилась в AI Mk. VII, развитие Mk. Последователи IV, Mk. В и Мк. Поддержка VI (см. ниже) была колеблющейся. [88]
Потребовалась значительная дополнительная доработка АИС: первая серийная версия прибыла в феврале 1942 года и впоследствии потребовала длительного периода разработки и испытаний установки. Первое убийство из Mk. VII набор состоялся в ночь с 5 на 6 июня 1942 года. [126]
Когда микроволновые системы поступили на вооружение, а также обновленные версии самолетов с ними, возникла проблема, что делать с самолетами, несущими Mk. IV, которые в остальном были исправны. Одна из возможностей, предложенная еще в 1942 году, заключалась в наведении на собственные радары Люфтваффе . Основные рабочие частоты аналога Люфтваффе Mk . IV, радар FuG 202 Lichtenstein BC , был обнаружен в декабре 1942 года. 3 апреля 1943 года Комитет по воздушному перехвату приказал TRE начать рассмотрение концепции самонаведения под кодовым названием Serrate . [127] [r] Как назло, это оказалось идеальным моментом. Ближе к вечеру 9 мая 1943 года экипаж IV/NJG.3 перешел в Великобританию, отправив свой полностью оборудованный ночной истребитель Ju 88R-1, D5+EV , на ВВС Великобритании Дайс в Шотландии, впервые увидев TRE. в Лихтенштейне. [127] [129]
Антенная решетка оригинального Mk. IV был ограничен практическими факторами и должен был быть несколько короче 75 см, которые были бы идеальными для их сигналов на расстоянии 1,5 м. Лихтенштейн действовал на расстоянии 75 см, в результате чего Mk. Антенны IV почти идеально подходят для их приема. Отправка сигналов через существующий моторизованный переключатель на новый приемник, настроенный на частоту Лихтенштейна, давала изображение, очень похожее на то, которое создавал Mk. Собственные передачи IV. Однако сигналу больше не нужно было передаваться от истребителя Королевских ВВС и обратно; вместо этого сигналы должны будут передаваться только от немецкого самолета к истребителю. Согласно уравнению радара, это делает систему в восемь раз более чувствительной, и система продемонстрировала свою способность отслеживать истребители противника на расстоянии до 50 миль (80 км). [130]
Наведение на радиопередачи противника означало, что не было точного способа рассчитать дальность до цели; Измерения дальности с помощью радара основаны на определении времени задержки между передачей и приемом, и не было возможности узнать, когда сигнал противника был первоначально передан. Это означало, что устройство самонаведения можно было использовать только для первоначального сопровождения, а окончательный заход на посадку должен был осуществляться с помощью радара. [131] Дополнительная дальность стрельбы Mk. VIII в этой роли не требовался, так как Серрейт поставил бы истребитель на легкую дальность слежения, а потеря Mk. IV не раскрыл немцам секрет магнетрона. По этой причине Mk. IV считался превосходящим в этой роли новые радары, несмотря на какие-либо технические преимущества новых конструкций. [132]
Serrate впервые был установлен на Beaufighter Mk. Самолеты VIF 141-й эскадрильи RAF в июне 1943 года. Они начали боевые действия с использованием Serrate в ночь на 14 июня и к 7 сентября заявили о сбитых 14 немецких истребителях и трех потерях. [133] [s] Позже эскадрилья была передана 100-й группе RAF , [134] которая проводила специальные операции в рамках бомбардировочного командования, включая глушение и аналогичные мероприятия. Несмотря на их успехи, было ясно, что «Бофайтерам» не хватает скорости, необходимой для того, чтобы догнать немецкий самолет, и в конце 1943 года их начали заменять «Москито». [135]
Немцы узнали о своих потерях от ночных истребителей и начали срочную программу по внедрению нового радара, работающего на разных частотах. Это привело к появлению FuG 220 Lichtenstein SN-2 нижнего диапазона УКВ , который в небольшом количестве начал поступать в оперативные части в период с августа по октябрь 1943 года, а к ноябрю было использовано около 50 единиц. [136] В феврале 1944 года 80-я эскадрилья заметила заметное снижение количества передач FuG 202. К этому времени немцы произвели 200 комплектов СН-2, а к маю их число достигло 1000. [137] Этот набор намеренно выбрал частоту, близкую к частоте наземных радаров Freya , в надежде, что эти источники заглушат любой широкополосный приемник, используемый на самолетах RAF. Ранние подразделения Serrate к июню 1944 года были фактически бесполезны, и их замена никогда не была столь успешной. [137]
Опыт показал, что окончательный подход к цели требует быстрых действий, слишком быстрых, чтобы оператор радара мог легко сообщить пилоту поправки. [138] В 1940 году Хэнбери Браун написал статью « О получении визуальных данных от контактов ИИ» , в которой математически продемонстрировало, что временные задержки, присущие системе перехвата, серьезно нарушают этот подход. В краткосрочной перспективе он предложил истребителям зайти прямо за кормой, находясь еще на расстоянии 2500 футов (760 м), а затем лететь прямо. В долгосрочной перспективе он предложил добавить индикатор пилота, который напрямую показывал бы направление, необходимое для перехвата. [139]
Это привело к работе Хэнбери Брауна над Mark IVA, который отличался от Mk. IV прежде всего за счет наличия дополнительного блока индикации перед пилотом. [50] У оператора радара был дополнительный элемент управления — стробоскоп , который можно было настроить для обнаружения отраженных сигналов на определенном расстоянии. На дисплей пилота отправлялись только эти сигналы, что приводило к гораздо меньшему беспорядку. [140] В отличие от дисплея оператора, на дисплее пилота местоположение цели показывалось одной точкой в стиле бороскопа; если точка находилась выше и правее центра дисплея, пилот должен был повернуть направо и набрать высоту для перехвата. Результатом стало то, что было известно как индикатор летающего пятна , [t] одна выбранная цель, показывающая прямое указание относительного положения цели. [141]
Испытания проводились, начиная с октября 1940 года, и быстро выявили ряд мелких проблем. Одна из незначительных проблем заключается в том, что перекрестие на трубке, указывающее центр, блокирует точку. Более серьезной проблемой было отсутствие информации о дальности полета, что пилоты ПФР считали критическим. Хэнбери Браун приступил к работе над этими проблемами и в декабре вернул обновленную версию. U-образная сетка в центре дисплея обеспечивала центральное расположение, оставляя точку видимой. Кроме того, схема включала вторую временную развертку, которая выдавала более длинный сигнал, когда истребитель приближался к цели. Вывод был синхронизирован таким образом, чтобы линия располагалась по центру точки по горизонтали. Это представило ассортимент в простой и понятной форме; линия напоминала крылья самолета, которые, естественно, увеличиваются по мере приближения к ней истребителя. [52]
Центрирующая стойка U-образной формы была такого размера, чтобы кончики U были такой же ширины, как линия индикации дальности, когда цель находилась на высоте 2500 футов (0,76 км), что указывало на то, что пилот должен сбросить газ и начать последний заход на посадку. Две вертикальные линии по бокам дисплея, стойки ворот , указывали, что цель находилась на расстоянии 1000 футов (300 м) впереди, и пришло время посмотреть вверх, чтобы увидеть ее. Две линии меньшего размера обозначали дальность действия 500 футов (150 м), в этот момент пилот должен был увидеть цель или должен был оторваться, чтобы избежать столкновения. [52]
На совещании 30 декабря 1940 года было решено начать ограниченное производство новых индикаторов в качестве надстройки к существующим Mk. IV, создав AI Mk. ИВА. Первые образцы прибыли в январе 1941 года, а в начале февраля последовали новые модели от ADEE и Dynatron . Участие Хэнбери Брауна в разработке искусственного интеллекта внезапно прекратилось во время тестирования нового устройства. Во время полета в феврале 1941 года на высоте 20 000 футов (6,1 км) у него прекратилась подача кислорода, и он внезапно очнулся в машине скорой помощи на земле. [142] [143] Ему больше не разрешили летать на испытаниях, и он перешел к работе над системами радиолокационных маяков . [142]
Продолжение работы выявило ряд мелких проблем, и было принято решение представить модернизированный агрегат со значительными улучшениями упаковки, изоляции и другими практическими изменениями. Это станет AI Mk. V, который начал прибывать из Пая в конце февраля и сразу же продемонстрировал массу проблем. К этому времени уже проектировались СВЧ-блоки, и Mk. V был почти отменен. Контракт на поставку более 1000 единиц было разрешено продлить в случае задержки поставок новых единиц. К маю проблемы с конструкцией Pye были устранены, и испытания ПФР показали, что она превосходит Mk. IV, особенно в плане обслуживания. Отчет RAE согласился. [144]
Первый обновленный Mk. Комплекты V прибыли в апреле 1942 года и устанавливались на de Havilland Mosquito по мере их появления. Мк. Mosquito с оснащением V заявил о своем первом уничтожении 24/25 июня, когда Mosquito NF.II из 151-й эскадрильи сбил Dornier Do 217 E-4 над Северным морем . [145] На практике выяснилось, что пилотам было очень трудно оторваться от дисплея в последнюю минуту, и система использовалась только в экспериментальных целях. [146] К этому времени микроволновые устройства начали поступать в небольших количествах, поэтому Mk. Производство V неоднократно откладывалось до их прибытия и в конечном итоге было отменено. [145]
Начиная с лета 1942 года группа разработчиков TRE начала экспериментировать с системами проецирования изображения на лобовое стекло и к октябрю объединила это с изображением существующего GGS Mk. II для создания настоящего проекционного дисплея, известного как индикатор автоматического пилота или API. Единственный экземпляр был установлен на Beaufighter и испытан в течение октября, а в течение следующего года были опробованы многочисленные модификации и последующие образцы. [147]
Когда в начале 1940 года искусственный интеллект начал проявлять себя, в ВВС Великобритании поняли, что поставки радаров вскоре превысят количество доступных подходящих самолетов. Поскольку в частях ночных истребителей уже было большое количество одномоторных одноместных самолетов, требовался какой-то способ оснастить их радаром. Министерство авиации сформировало AI Mk. VI конструкторский комитет для изучения этого вопроса летом 1940 года. В результате получился AI Mk. VI по сути представлял собой Mk. IVA с дополнительной системой, автоматически устанавливающей дальность стробоскопа. Когда цель не была видна, система переместила стробоскоп с минимальной настройки на максимальную дальность около 6 миль (9,7 км), а затем снова начала с минимальной. Этот процесс занял около четырех секунд. [148] Если цель была замечена, стробоскоп прилипал к ней, позволяя пилоту приблизиться к цели с помощью C-прицела . [149] Пилот летел под контролем земли до тех пор, пока цель внезапно не появлялась на индикаторе его пилота, а затем перехватывал ее. [150]
Прототип автоматического стробоскопа был изготовлен в октябре вместе с новым Mk. Радар типа IVA с ручным стробоскопом для проверки. Затем EMI попросили предоставить еще один макет стробоскопического устройства для испытаний на воздухе, который был доставлен 12 октября. [151] Было обнаружено и решено множество проблем. Среди них было обнаружено, что стробоскоп часто прилипает к отражению от земли, а если нет, то не прилипает до тех пор, пока не получит сильный сигнал на более коротких дистанциях, или может прилипнуть к неправильной цели. Со временем была добавлена кнопка-панацея, позволяющая в таких случаях отклеивать стробоскоп. [148]
Поскольку Мк. IVA была модифицирована в улучшенный Mk. В., Мк. VI последовал его примеру. Но к началу 1941 года было решено сделать Mk. VI совершенно новый дизайн, более удобный для небольших самолетов. В октябре 1940 года EMI уже получила контракт на поставку дюжины прототипов с поставкой в феврале, но продолжающиеся изменения сделали это невозможным. [150] Тем не менее, в декабре они представили контракт на производство 1500 единиц. [152] В период с декабря по март начали прибывать производственные образцы, демонстрирующие огромное количество проблем, которые инженеры решали одну за другой. К июлю системы были готовы к использованию и начали устанавливаться на новый Defiant Mk. II в начале августа, но они продемонстрировали проблему, связанную с тем, что система зависала от передач от других самолетов ИИ в этом районе, что привело к дальнейшим модификациям. Лишь в начале декабря 1941 года эти вопросы были полностью решены и части были допущены к использованию в эскадрильях. [153]
К этому моменту поставки Beaufighter и нового Mosquito резко возросли, и было принято решение убрать все одномоторные конструкции из состава ночных истребителей в течение 1942 года. Два подразделения Defiant все же перешли на Mk. VI, но они проработали всего около четырех месяцев, прежде чем переоборудовались в «Москито». Производство для роли ИИ было прекращено, [154] и электроника была преобразована в хвостовые радары предупреждения «Моники» для бомбардировщиков, [153] до тех пор, пока в середине 1944 года не было обнаружено данных о немецком радар-детекторе во Фленсбурге , который обнаружил передачи Моники. британский.
Мк. У VI была короткая зарубежная карьера. Один из первых агрегатов был экспериментально установлен на Hurricane Mk. IIc, и это привело к производству одного полета таких самолетов, начиная с июля 1942 года. Этим переоборудованиям уделялось настолько низкий приоритет, что они не были завершены до весны 1943 года. Некоторые из этих самолетов были отправлены в Калькутту , где, как они утверждали, несколько японских бомбардировщиков. [153] Была проведена экспериментальная установка на Hawker Typhoon iA R7881 , при этом система была помещена в стандартный сбрасываемый бак под крылом . Он был доступен в марте 1943 года и прошел длительные испытания, продолжавшиеся до 1944 года, но из этой работы ничего не вышло. [155]
Мк. IV представляла собой комплексную совокупность систем, известных в ВВС Великобритании как бортовая радиоустановка 5003 (ARI 5003). Отдельные части включали приемник R3066 или R3102, передатчик T3065, модулятор типа 20, антенну передатчика типа 19, антенну возвышения типа 25, азимутальную антенну типа 21 и 25, блок согласования импеданса типа 35, панель управления напряжением типа 3 и блок индикатора типа 20. или 48. [156]
Поскольку Мк. Система IV работала на одной частоте и, естественно, соответствовала конструкции антенны Яги , которая была привезена в Великобританию, когда японские патенты были проданы компании Marconi . «Яги» Уолтерс разработал систему для использования ИИ с использованием пяти антенн Яги. [29]
Передача осуществлялась с помощью единственной стрелообразной антенны, установленной на носовой части самолета. Он состоял из сложенного диполя с пассивным директором перед ним, оба согнуты назад примерно на 35 градусов и выступали из носового обтекателя на монтажном стержне. [157] Для вертикального приема приемные антенны состояли из двух полуволновых униполей, установленных над и под крылом, с отражателем позади них. Крыло действовало как сигнальный барьер, позволяя антеннам видеть только часть неба над или под крылом, а также прямо перед ним. Эти антенны были направлены назад под тем же углом, что и передатчик. Горизонтальные приемники и направляющие устанавливались на стержнях, выступающих из передней кромки крыла, антенны располагались вертикально. Фюзеляж и мотогондолы служили барьерами для этих антенн. [158]
Все четыре антенны приемника были подключены через отдельные провода к моторизованному переключателю, который по очереди выбирал каждый из входов и отправлял его в усилитель. Затем выход был переключен с использованием той же системы на один из четырех входов ЭЛТ. [159] Вся радиолокационная дипольная антенная установка для AI Mk.IV была простой по сравнению с 32-дипольной приемопередающей решеткой Matratze (матрасной), установленной на носовой части первых немецких ночных истребителей, использовавших радар AI для своих собственных УВЧ-радиолокаторов. Конструкция бортового радара группы Lichtenstein B/C с 1942 по 1943 год.
1448.jpg/1280px-AI_Mk.IV_radar_display_E(MOS)1448.jpg)
Мк. Система отображения IV состояла из двух электронно-лучевых трубок диаметром 3 дюйма (7,6 см) , подключенных к общему генератору временной развертки , который обычно настроен на пересечение дисплея за время, необходимое для приема сигнала с высоты 20 000 футов (6,1 км). Дисплеи были установлены рядом друг с другом на посту оператора РЛС в кормовой части Beaufighter. Трубка слева показывала вертикальное положение (высоту), а правая — горизонтальное положение (азимут). [160]
Каждая приемная антенна по очереди направлялась на один из каналов дисплеев, вызывая обновление одного из дисплеев. Например, в определенный момент переключатель может быть настроен на отправку сигнала в левую часть дисплея азимута. Генератор временной развертки был запущен и начал перемещать точку ЭЛТ по экрану после окончания передачи. Отражения привели бы к отклонению точки влево, создавая точку, вертикальное положение которой можно было бы измерить по шкале для определения дальности. Затем переключатель переместится в следующее положение, что приведет к перерисовке правой части дисплея, но сигнал инвертируется, и точка переместится вправо. Переключение произошло достаточно быстро, чтобы изображение выглядело непрерывным. [161]
Поскольку каждая антенна была нацелена на чувствительность преимущественно в одном направлении, длина вспышек зависела от положения цели относительно истребителя. Например, цель, расположенная на высоте 35 градусов над истребителем, приведет к максимальному увеличению сигнала в верхнем вертикальном приемнике, в результате чего на верхней трассе появится длинная вспышка, а на нижней трассе ее не будет. Хотя обе вертикальные антенны менее чувствительны прямо вперед, они могли видеть прямо перед истребителем, поэтому цель, расположенная прямо впереди, вызывала два немного более коротких сигнала, по одному с каждой стороны от центральной линии. [161]
Для перехвата оператору радара приходилось сравнивать длину миганий на дисплеях. Если, например, вспышка справа на дисплее азимута была немного длиннее, чем слева, он давал указание пилоту повернуть направо, чтобы попытаться центрировать цель. [162] Перехваты обычно приводили к потоку корректировок влево/вправо и вверх/вниз при считывании (надеюсь) уменьшающегося диапазона. [161]
Задний фронт импульса передатчика не был идеально острым и заставлял сигналы приемника звонить в течение короткого времени, даже если они были включены после того, как импульс якобы был завершен. Этот оставшийся сигнал вызвал большую постоянную вспышку, известную как прорыв передатчика , которая появилась на ближних концах трубок (слева и внизу). Элемент управления, известный как «Смещение генератора», позволял регулировать точное время активации приемника относительно импульса передатчика, обычно поэтому остатки импульса были только видимы. [163]
Из-за широкой диаграммы направленности передающей антенны часть сигнала всегда попадает на землю, отражаясь обратно в самолет, вызывая возврат к земле. [164] Это было настолько мощно, что его принимали все антенны, даже верхний вертикальный приемник, который в противном случае был бы скрыт от сигналов ниже него. Поскольку самое короткое расстояние и, следовательно, самый сильный сигнал был получен от отражений непосредственно под самолетом, на всех дисплеях в диапазоне высоты истребителя появилось сильное пятно. Земля перед самолетом также вызывала отражения, но они были все более отдаленными (см. Наклонную дальность ), и только некоторая часть сигнала отражалась обратно в самолет, в то время как увеличивающаяся часть рассеивалась вперед и назад. Таким образом, отдача от земли на больших расстояниях была меньше, что приводило к появлению примерно треугольной серии линий в верхней или правой части дисплеев, [164] известной как «эффект рождественской елки», за пределами которой было невозможно увидеть цели. [161]
Серрейт использовал Mk. IV оборудование для приема и отображения, заменяющее только приемный блок. Его можно было включить или отключить от цепи из кабины, что также отключило передатчик. При типичном перехвате оператор радара использовал Serrate для отслеживания немецкого истребителя, используя указатели направления с дисплеев, чтобы направить пилота на курс перехвата. Дальность не была указана, но оператор мог сделать приблизительную оценку, наблюдая за силой сигнала и тем, как сигналы менялись по мере маневрирования истребителя. После следования за Серрате на расчетную дальность 6000 футов (1,8 км) собственный радар истребителя включался для финального захода на посадку. [133]
Начиная с 1940 года, британские самолеты все чаще оснащались IFF Mk. II , которая позволяла операторам радаров определять, является ли пятно на экране дружественным самолетом. IFF представлял собой ответчик [u] , который отправлял импульс радиосигнала сразу после получения радиосигнала от радиолокационной системы. Передача сигнала IFF смешивалась с собственным импульсом радара, в результате чего вспышка растягивалась во времени от небольшого пика до вытянутой прямоугольной формы. [166]
Быстрое внедрение новых типов радаров, работающих на разных частотах, означало, что системе IFF приходилось реагировать на постоянно увеличивающийся список сигналов, и прямой ответ Mk. II требовалось постоянно растущее количество подмоделей, каждая из которых работала на разных частотах. К 1941 году стало ясно, что эта ситуация будет безгранично расти и требовалось новое решение. [167] Результатом стала новая серия устройств IFF, в которых использовался метод непрямого допроса. Они работали на фиксированной частоте, отличной от радара. Сигнал запроса подавался с самолета нажатием кнопки на радаре, в результате чего сигнал отправлялся импульсами, синхронизированными с основным сигналом радара. Принятый сигнал усиливался и смешивался с тем же видеосигналом, что и радар, в результате чего появлялась такая же расширенная вспышка. [168] [169]
Системы транспондеров, используемые на земле, обеспечивают возможность определения местоположения транспондера - метод, который широко использовался с Mk. IV, а также многие другие радиолокационные системы AI и ASV. [170]
Транспондеры самонаведения в общих чертах похожи на системы IFF, но используют более короткие импульсы. При получении сигнала от радара транспондер отвечал коротким импульсом на той же частоте, исходный импульс радара не отражался, поэтому не было необходимости удлинять сигнал, как в случае с IFF. [168] Импульс был отправлен на Mk. IV и появился в виде резкой вспышки . В зависимости от расположения транспондера относительно самолета, значок будет длиннее слева или справа от дисплея азимута, что позволит оператору направить самолет к транспондеру, используя те же методы, что и при обычном перехвате самолета. [171]
Из-за физического расположения транспондера на земле лучшим обзором транспондера была антенна приемника, установленная под крылом. Оператор радара обычно улавливает сигнал в нижней части дисплея высоты даже на очень больших расстояниях. Поскольку сигнал маяка был достаточно мощным, Mk. IV включал в себя переключатель, который устанавливал временную развертку на 60 миль (97 км) для погрузки на большие расстояния. Как только они приблизятся к общей зоне, сигнал станет достаточно сильным, чтобы начать появляться на азимутальной (левой-правой) трубке. [171]
Другая система, используемая с Mk. IV — это система маяков приближения по лучу , или BABS, которая указывала осевую линию взлетно-посадочной полосы. [172]
Общая концепция предшествовала Mk. IV и по сути представлял собой британскую версию немецкой балочной системы Лоренца . Лоренц, или подход со стандартным лучом, как его называли в Великобритании, использовал один передатчик, расположенный за дальним концом активной взлетно-посадочной полосы , который поочередно подключался к одной из двух слегка направленных антенн с помощью моторизованного переключателя. Антенны были направлены таким образом, чтобы посылать сигналы слева и справа от взлетно-посадочной полосы, но их сигналы перекрывались вдоль осевой линии. Переключатель провел 0,2 секунды, подключенный к левой антенне (если смотреть с самолета), а затем 1 секунду к правой. [173]
Чтобы использовать Лоренц, на передачу настраивалось обычное радио, и оператор прослушивал сигнал и пытался определить, слышат ли они точки или тире. Если бы они услышали точки, короткий импульс длительностью 0,2 с, они бы поняли, что находятся слишком далеко влево, и повернули вправо, чтобы достичь центральной линии. Тире обозначало, что им следует повернуть налево. В центре приемник мог слышать оба сигнала, которые сливались, образуя устойчивый тон, равносигнал . [174]
Для BABS единственным изменением было изменение передачи трансляции на серию коротких импульсов, а не на непрерывный сигнал. Эти импульсы посылались при срабатывании сигналов радара ИИ и были достаточно мощными, чтобы их мог уловить Mk. IV приемник в пределах нескольких миль. [173] На приеме Mk. IV получал либо точки, либо тире, и оператор видел чередующуюся серию миганий в центре дисплея, которые появлялись, а затем исчезали при переключении антенн BABS. Продолжительность сигнала указывала на то, находился ли самолет слева или справа, и превращалась в непрерывный сигнал на центральной линии. Этот метод был известен как лучевой подход AI (AIBA). [175]
Поскольку он основан на том же базовом оборудовании, что и оригинальный Mk. IV AI, BABS также может использоваться с оборудованием «Ребекка» , изначально разработанным для размещения наземных транспондеров для переброски грузов над оккупированной Европой. [176] Более поздний блок Lucero по существу представлял собой адаптер для приемника Rebecca, подключаемый к любому существующему дисплею; AI, ASV или H2S . [177]
Характеристики в инфобоксе взяты из AP1093D 1946 г., глава 1, п. 25.