WikiDer > AI Mk. IV радар

AI Mk. IV

Капитан группы "Пэдди" Грин добился большинства из своих 11 подтвержденных убийств на этом Mk. Бофайтер с IV.
Страна происхождения	Великобритания
Введено	1940 (1940)
Тип	Воздушный перехват
Частота	193 МГц (VHF)
PRF	750 пакетов в секунду
Ширина луча	~ 175 градусов
Ширина импульса	2,8 мкс
Классифицировать	От 400 до 18 000 футов (120–5 490 м)
Точность	5 градусов
Мощность	10 кВт
Другие имена	AIR 5003, SCR-540

РЛС бортового перехвата, Mark IV, или же AI Mk. IV короче говоря, был первым в мире действующим радиолокационная система "воздух-воздух". Ранний Mk. III появились в июле 1940 г. на переоборудованных Бристоль Бленхейм легкие бомбардировщики, а окончательный Mk. IV стал широко доступным на Бристоль Бофайтер тяжёлый истребитель к началу 1941 года. На Beaufighter, Mk. IV, возможно, сыграл роль в окончании блиц, то Люфтваффес ночная бомбардировка конца 1940 - начала 1941 гг.

Раннее развитие было вызвано меморандумом 1936 г. Генри Тизард на тему ночных боев. Записка была отправлена Роберт Ватт, руководитель отдела радиолокационных исследований, согласившийся разрешить физику Эдвард Джордж "Тэффи" Боуэн сформировать команду по изучению проблемы радиоперехвата. У команды был испытательный стенд система в полеты позже в том же году, но прогресс был отложен на четыре года из-за аварийных переездов, трех заброшенных производственных проектов и все более враждебных отношений Боуэна с заменой Ватта, Альберт Персиваль Роу. В конце концов, Боуэн был вынужден покинуть команду, когда система окончательно созрела.

Модель Mk. IV серии работали с частотой около 193мегагерц (МГц) с длина волны 1,5 метра и обеспечивала дальность обнаружения больших самолетов до 20 000 футов (6,1 км). У него было множество эксплуатационных ограничений, в том числе максимальная дальность полета, которая увеличивалась с увеличением дальности полета. высота и минимальная дальность, которая была едва достаточно для того, чтобы пилот мог видеть цель. От оператора радара требовались значительные навыки, чтобы интерпретировать показания его двух электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) для пилота. Лишь с повышением квалификации экипажей, а также с установкой новых наземных радиолокационных систем, предназначенных для выполнения задач по перехвату, скорость перехвата стала увеличиваться. Они примерно удваивались каждый месяц весной 1941 года, в разгар Блица.

Модель Mk. IV использовался на передовой лишь недолго. Введение резонаторный магнетрон в 1940 г. привел к быстрому прогрессу в микроволновая печь-частотные радары, которые обеспечивали гораздо большую точность и были эффективны на малых высотах. Опытный образец Mk. VII начали заменять Mk. IV в конце 1941 г., а AI Mk. VIII в значительной степени отнесен к Mk. IV к 1943 году перейдет во вторую линию. Mk. Приемник IV, первоначально телевидение приемник, был положен в основу ASV Mk. II радар, Chain Home Low, AMES Тип 7, и многие другие радиолокационные системы на протяжении всей войны.

Разработка

Бытие

К концу 1935 г.^[а] разработка того, что тогда называлось RDF на Усадьба Боудси в Саффолк на восточном побережье Англии удалось построить систему, способную обнаруживать большие самолеты на дальностях более 40 миль (64 км).^[2] 9 октября Ватт написал записку с призывом к строительству цепочки радиолокационных станций, проходящих вдоль восточного побережья Англии и Шотландии, на расстоянии около 20 миль (32 км) друг от друга, обеспечивая предварительное оповещение для всех Британских островов. Это стало известно как Сеть Главная (CH), а вскоре и сами радары стали известны под тем же именем. Разработка продолжалась, и к концу 1935 года дальность полета увеличилась до более 80 миль (130 км), что уменьшило количество требуемых станций.^[3]

В течение 1936 года экспериментальная система в Боудси была испытана против множества имитированных атак, наряду с обширным развитием теории перехвата, проведенным в RAF Biggin Hill. Один наблюдатель был Хью Даудинг, сначала в качестве директора по исследованиям Королевских ВВС, а затем в качестве командующего Истребительное командование RAF. Даудинг отметил, что станции CH предоставляют так много информации, что операторы испытывают проблемы с ее передачей пилотам, а пилоты не могут ее понять. Он обратился к этому через создание того, что сегодня известно как Система Dowding.^[4]

Система Даудинга полагалась на частную телефонную сеть, пересылающую информацию от станций CH, Королевский корпус наблюдателей (ROC), и писк радиопеленгация (RDF) в центральную комнату, где отчеты были нанесены на большую карту. Затем эта информация была передана по телефону в четыре региональных штаб-квартиры Группы, которые воссоздали карту своего района операций. Детали 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-цель двигался. Поскольку системы CH в лучшем случае были точны только до 1 км,^[5] последующие сообщения были разрозненными и не могли определить цель с большей точностью, чем около 5 миль (8,0 км).^[6] Это было нормально для дневных перехватов; пилоты обычно заметили бы свои цели в пределах этого диапазона.^[7]

Ночная бомбардировка

Генри Тизард, чей комитет возглавил разработку системы СН, обеспокоенный тем, что СН будет слишком эффективным. Он ожидал, что Люфтваффе понесли бы так много потерь, что были бы вынуждены отменить дневные атаки и обратились бы к ночным бомбардировкам.^[6] Их предшественники в Первая Мировая Война сделал то же самое, когда Лондонская зона ПВО успешно блокировали дневные налеты, а попытки перехватить немецкие бомбардировщики ночью оказались до смешного неэффективными. Опасения Тизарда оказались пророческими; Боуэн назвал его «одним из лучших примеров технологического прогнозирования, сделанного в двадцатом веке».^[6]

Тизард знал, что испытания показали, что наблюдатель сможет видеть самолет только ночью на расстоянии около 1000 футов (300 м), возможно, 2000 футов (610 м) в самых лучших лунных условиях.^[8] точность, которую не могла обеспечить система Даудинга.^[6][9] Проблема усугубилась бы потерей информации от ROC, который не смог бы обнаружить самолет, кроме как в самых лучших условиях. Если перехват должен был осуществляться с помощью радара, его нужно было бы организовать за короткое время между первоначальным обнаружением и пролетом воздушного судна за пределами СН на береговой линии.^[6][10]

Тизард изложил свои мысли в письме от 27 апреля 1936 года Хью Даудингу, который в то время был Член Air по исследованиям и разработкам. Он также отправил копию Ватту, который переслал ее исследователям, которые переезжали на новую исследовательскую станцию ​​в поместье Боудси.^[11] На встрече в пабе Crown and Castle Боуэн потребовал от Уатта разрешения сформировать группу для изучения возможности установки радара на самом самолете.^[11][b] Это означало бы, что станциям СН потребуется только направить истребитель в общую зону бомбардировщика, истребитель сможет использовать свой собственный радар для остальной части перехвата. В конце концов Ватт был убежден, что персонал, необходимый для поддержки разработки CH и новой системы, был доступен, и в августе 1936 года Airborne Group была выделена из состава CH.^[12]

Ранние усилия

Первая 6,7-метровая съемка Боуэна транслировалась от Красной башни до Белой башни, обе видны на левой стороне этого изображения. Усадьба Боудси.

Боуэн начал Радиолокатор воздушного перехвата (AI) пытается обсудить проблему с двумя инженерами поблизости RAF Martlesham Heath, Фред Роланд и Н. Роу. Он также несколько раз посетил штаб истребительного командования в г. RAF Bentley Priory и обсудили техники ночного боя со всеми, кто проявил интерес.^[13] Первые критерии для бортового радара, которым может управлять пилот или наблюдатель, включали:

• вес не должен превышать 200 фунтов (91 кг),
• установленное пространство 8 кубических футов (0,23 м³) или менее,
• максимальная потребляемая мощность 500 Вт (Вт), и
• антенны длиной 1 фут (30 см) или меньше.^[12]

Боуэн возглавил новую команду по созданию того, что тогда называлось RDF2, а исходные системы превратились в RDF1.^[14] Они начали искать подходящую приемную систему, и тут же им повезло; EMI недавно сконструировал прототип приемника для экспериментального BBC телевидение вещает на длине волны 6,7 м (45 МГц). В приемнике использовалось семь или восемь вакуумные трубки (клапаны)^[c] на шасси всего 3 дюйма (7,6 см) в высоту и около 18 дюймов (46 см) в длину. Вместе с ЭЛТ-дисплеем вся система весила всего 9,1 кг (20 фунтов). Позже Боуэн описал это как «намного лучше, чем все, что [было] достигнуто в Британии к тому времени».^[15]

Доступен был только один приемник, который перемещался между самолетами для испытаний. Передатчика необходимой мощности в портативном виде не было. Боуэн решил познакомиться с оборудованием, построив наземный передатчик. Разместив передатчик в Красной башне Боудси, а приемник в Белой башне, они обнаружили, что могут обнаруживать самолеты на расстоянии от 40 до 50 миль (64–80 км).^[16]

RDF 1.5

Неуклюжий Хейфорд владеет двумя важными новинками в истории радаров; это был первый самолет, обнаруженный радаром, и первый самолет с радарной системой.

После проверки базовой концепции команда искала подходящий самолет для установки приемника. Мартлешем предоставил Хэндли Пейдж Хейфорд бомбардировщик, изменение обязанностей по сравнению с оригинальным Давентри эксперимент это привело к развитию CH, в котором Хейфорд был целью. Одна из причин выбора этого дизайна заключалась в том, что его Роллс-Ройс пустельга двигатели имели хорошо защищенную систему зажигания, которая давала минимальный электрический шум.^[17]

Установка приемника в Heyford была нетривиальной задачей; стандарт полуволновая дипольная антенна должен быть около 3,5 метров (11 футов) в длину для обнаружения длин волн 6,7 м. В конечном итоге решение было найдено, протянув кабель между фиксированными креплениями Heyford. шасси стойки. Серия сухая ячейка батареи, расположенные на полу самолета, питали приемник, обеспечивая высокое напряжение для ЭЛТ через катушка зажигания взято из Форд.^[18]

Когда система впервые поднялась в воздух осенью 1936 года, она сразу же обнаружила летящие в воздухе самолеты. схема в Мартлшеме, на расстоянии от 8 до 10 миль (13–16 км), несмотря на грубость установки. Дальнейшие испытания были столь же успешными, диапазон увеличился до 12 миль (19 км).^[19]

Примерно в это же время Ватт организовал крупное испытание системы CH в Боудси с участием многих самолетов. Даудинг был повышен до начальника истребительного командования и был готов наблюдать. Дела шли не очень хорошо; по неизвестным причинам радар не обнаружил приближающиеся самолеты, пока они не оказались слишком близко, чтобы организовать перехват. Даудинг внимательно следил за экранами в поисках каких-либо признаков бомбардировщиков, но не нашел ни одного, когда услышал, как они пролетали над головой. Боуэн предотвратил полную катастрофу, быстро устроив демонстрацию своей системы в Красной башне, которая обнаружила самолеты, когда они перестраивались в 50 милях (80 км) от них.^[20]

Система, известная тогда как RDF 1.5,^[d] для работы в условиях эксплуатации потребуется большое количество наземных передатчиков. Более того, хороший прием был достигнут только тогда, когда цель, перехватчик и передатчик находились примерно на одной линии. Из-за этих ограничений базовая концепция считалась неработоспособной в качестве операционной системы, и все усилия были перенесены на конструкции с передатчиком и приемником на самолете-перехватчике.^[19]

Позже Боуэн оплакивал это решение в своей книге. Радарные дни, где он выразил свое мнение о том, что не следит за системой 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 провести тестовый перехват ночью, за целых два года до начала войны. Это позволило бы пилотам и наблюдателям обучиться технике ночного перехвата, чего они фактически не получали до объявления войны.^[19]

Очередная попытка возродить концепцию RDF 1.5, сегодня известную как бистатический радар, был изготовлен в марте 1940 г., когда модифицированный комплект был установлен в Бристоль Бленхейм L6622. Этот набор был настроен на передачи нового Chain Home Low передатчики, десятки из которых были установлены вдоль Береговая линия Великобритании. Эти эксперименты не увенчались успехом, с дальностью обнаружения порядка 4 миль (6,4 км), и от этой концепции отказались навсегда.^[21]

Гигантские желуди, более короткие волны и ASV

Авро Энсон K8758, как видно из K6260. K6260 нес радар, пока K8758 выступил в качестве мишени.

Команда получила ряд Western Electric Тип 316A большой желудь вакуумные лампы в начале 1937 года. Они были пригодны для создания передатчиков с 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 в марте 1937 года установил его на Heyford.^[22]

При тестировании передатчик оказался мало пригодным для работы в воздухе, с небольшими дальностями обнаружения из-за его относительно низкой мощности. Но, к всеобщему удивлению, он смог легко выделить причалы и краны на Доки Харвича в нескольких милях к югу от Боудси. Судоходство тоже появилось, но команда не смогла проверить это очень хорошо, так как Heyford было запрещено летать над водой.^[23] После этого успеха Боуэн получил два Авро Энсон патрульный самолет, K6260 и K8758вместе с пятью пилотами, размещенными в Мартлшеме, чтобы проверить эту функцию обнаружения кораблей. Ранние тесты продемонстрировали проблему с шумом от система зажигания вмешиваться в приемник, но вскоре это было решено монтажниками на Royal Aircraft Establishment (РАЭ).^[24]

Тем временем Хибберд успешно построил новый двухтактный усилитель используя две одинаковые трубки, но работая в 1,25-метровый диапазон, верхнийУКВ диапазон (около 220 МГц); ниже 1,25 м чувствительность резко упала.^[25] Джеральд Тач, родом из Лаборатория Кларендона, преобразовал приемник EMI на эту длину волны, используя существующий набор в качестве промежуточная частота (IF) стадия схема супергетеродина. Исходная частота 45 МГц останется установкой ПЧ для многих последующих радарных систем. На своем первом испытании 17 августа Энсон K6260 с Тачем и Китом Вудом на борту сразу же обнаружил отгрузку в Английский канал на расстоянии от 2 до 3 миль (3,2–4,8 км).^[26] Позже группа увеличила длину волны до 1,5 м, чтобы улучшить чувствительность приемника.^[27] и эта настройка 200 МГц была бы обычной для многих радиолокационных систем того времени.

Услышав об успехе, Ватт позвонил группе и спросил, будут ли они доступны для тестирования в сентябре, когда объединенный флот из Королевский флот корабли и Прибрежное командование Королевских ВВС самолет будет выполнять военные учения в канале. Днем 3 сентября самолет успешно обнаружил линкор. HMSРодни, авианосец HMSСмелый и легкий крейсер HMSСаутгемптон, получая очень хорошую отдачу. На следующий день они взлетели на рассвете и в почти полной облачности обнаружили Смелый и Саутгемптон на расстоянии от 5 до 6 миль (8,0–9,7 км). Когда они приблизились к кораблям и, наконец, стали видимыми, они увидели Смелый запуск самолетов для их перехвата.^[23] Обещание системы не потеряно для наблюдателей; Альберт Персиваль Роу из Комитет Тизард прокомментировал, что «если бы они знали, это была надпись на стене для немецкой подводной службы».^[28]

Бортовой радар для обнаружения кораблей в море стал известен как радар класса "воздух-поверхность" (ASV). Его успехи привели к постоянным запросам на дополнительные испытания. Растущий интерес и усиление усилий к ASV способствовали задержкам бортовых установок перехвата; В 1937 и 1938 годах команда потратила значительное время, работая над проблемой ASV.^[29]

Появляется ASV

ASV устанавливался на более крупных медленно летающих самолетах, таких как ASV Mk. II-оборудованный Прибрежное командование Освободитель GR Mk III. Это сделало установку больших антенн проще, чем на ночных истребителях.

В мае 1938 года А.П. Роу принял на себя управление поместьем Боудси у Ватта, который был назначен директором по развитию коммуникаций в министерстве авиации.^[30] Остаток 1938 года был занят практическими проблемами в разработке ASV. Одно изменение заключалось в использовании новых ламп Western Electric 4304 вместо более ранних 316As. Это позволило увеличить мощность импульсов примерно на 2 кВт, что обеспечило обнаружение кораблей на расстоянии от 12 до 15 миль (19-24 км). Их тестовой целью был Пробковый маяк, небольшая лодка бросила якорь примерно в 4 милях (6,4 км) от Белой башни. Этих характеристик против такого небольшого судна было достаточно, чтобы побудить армию начать работу над радаром береговой обороны (CD).^[31] Армейская ячейка была создана 16 октября 1936 года для разработки РЛС наводки системы.^[32]

Другое изменение было связано с тем, что каждая часть оборудования имела разные требования к мощности. Лампы передатчика использовали 6 В для нагрева нитей, но 4 В требовалось для трубок приемника и 2 В для нити накала ЭЛТ. ЭЛТ также требовало 800 В для своей электронной пушки, а передающие лампы - 1000 В для их модуляторов (драйверов). Сначала команда использовала мотор-генератор наборы, размещенные в фюзеляжах Anson и Battle, или батареи, подключенные различными способами, как в самых ранних наборах в Heyfords.^[33] Боуэн решил, что решение состоит в том, чтобы построить источник питания что произвело бы все эти Напряжения постоянного тока от единого источника питания 240 В 50 Гц с использованием трансформаторов и выпрямителей. Это позволило бы им питать радарные системы, используя сетевое питание пока самолет находился на земле.^[33]

Британские авиадвигатели обычно оснащались коробка отбора мощности вал, ведущий к задней части двигателя. В двухмоторных самолетах, таких как Anson, один из них будет использоваться для генератор который питал приборы самолета от 24 В постоянного тока, другой оставался бы неподключенным и доступным для использования.^[34] Следуя предложению Ватта избегать каналов министерства авиации, в октябре Боуэн отправил один из боев в Метрополитен-Виккерс (Метровик) завод в Шеффилде, где он снял генератор постоянного тока с двигателя,^[e] уронил его на стол и попросил AC генератор аналогичного размера и формы.^[36] Арнольд Тастин, Ведущего инженера компании Metrovick, был вызван для рассмотрения проблемы, и через несколько минут он вернулся, чтобы сказать, что может подать блок на 80 В с частотой от 1200 до 2400 Гц и мощностью 800 Вт, что даже лучше, чем запрошенные 500 Вт. У Bowen был заказ на 18 предсерийных единиц в кратчайшие сроки, и первые экземпляры начали поступать в конце октября.^[34] Вскоре последовал второй заказ на 400 штук. В конечном итоге во время войны было произведено около 133 800 таких генераторов.^[37]

Рабочий дизайн

В Fairey Battle предлагал характеристики истребителя, но при этом оставалось место как для оператора РЛС, так и для наблюдателя.

Дальнейшие испытания были проведены на этом Бристоль Бленхейм, K7033, оригинальный прототип Бленхейма.

Чтобы лучше проверить потребности ИИ, понадобился самолет со скоростью, необходимой для перехвата современного бомбардировщика. В октябре 1938 года команде было предоставлено два Fairey Battle легкие бомбардировщики, который имел производительность и размер, более подходящие для ночной истребитель роль. Битвы K9207 и K9208, и экипаж, чтобы управлять ими, были отправлены в Мартлшем;^[38] K9208 был выбран для установки радара, а K9207 использовался как самолет-мишень и самолет поддержки.^[39][f]

К 1939 году стало ясно, что надвигается война, и команда начала переключать основное внимание с ASV на AI. Новый комплект, построенный путем объединения передатчика новейших устройств ASV с приемником EMI, впервые вылетел в бою в мае 1939 года. Система продемонстрировала едва достаточную максимальную дальность - около 2–3 миль (3,2–4,8 км). ), но слишком большой минимальный диапазон оказался гораздо большей проблемой.^[41]

Минимальная дальность действия любой радиолокационной системы обусловлена ​​ее ширина импульса, время, в течение которого передатчик включен, прежде чем он выключится, чтобы приемник мог прослушивать отражения от целей. Если эхо-сигнал от цели получен, пока передатчик все еще отправляет сигнал, эхо-сигнал будет подавлен обратным рассеянием переданного импульса от местных источников. Например, радар с шириной импульса 1 мкс не сможет видеть отраженные сигналы от цели на расстоянии менее 150 м, потому что сигнал радара, идущий в скорость света преодолеет расстояние в 300 м туда и обратно до того, как пройдет интервал в 1 мкс.^[41]

В случае с ASV это не было проблемой; Самолет не будет приближаться к кораблю на поверхности ближе, чем его высота, возможно, несколько тысяч футов, поэтому более длительная длительность импульса вполне подойдет. Но в роли ИИ минимальная дальность была заранее определена зрением пилота - 300 м или меньше для ночного перехвата, что требовало субмикросекундной ширины импульса. Это оказалось очень сложно организовать, а диапазоны менее 1000 футов было трудно произвести.^[41]

Джеральд Тач приложил значительные усилия для решения этой проблемы и в конце концов пришел к выводу, что возможен импульс передатчика менее 1 мкс. Однако, когда это было предпринято, было обнаружено, что сигналы будут просачиваться в приемник и вызывать его ослепление на период, превышающий 1 мкс. Он разработал решение, используя генератор временной базы что оба активировали импульс передатчика, а также отключили переднюю часть приемника, в результате чего он стал гораздо менее чувствительным в этот период. Эта концепция стала известна как писк.^[42] В обширных тестах в Ансоне K6260В конце концов Touch остановился на минимальной дальности 800 футов (240 м), что является лучшим компромиссом между видимостью и чувствительностью.^[8]

Кроме того, в наборах наблюдалась серьезная проблема с отражениями от земли. Радиовещательная антенна посылала импульс на очень большую площадь, покрывающую всю переднюю часть самолета. Это означало, что часть передаваемой энергии ударялась о землю и отражалась обратно в приемник. Результатом стала сплошная линия поперек дисплея на расстоянии, равном высоте самолета, за которым ничего не было видно. Это было нормально, когда самолет летел на высоте 15 000 футов (4,6 км) или более и возвращение с земли было примерно на максимальной полезной дальности, но означало, что перехват, выполняемый на более низких высотах, предлагал все более короткую дальность.^[43]

Посещения Даудинга

В мае 1939 года часть перевели в боевой, а в середине июня «Стаффи» Даудинг был взят в испытательный полет. Боуэн управлял радаром и совершил несколько заходов на посадку с разных точек. Даудинг был впечатлен и попросил продемонстрировать минимальный диапазон. Он проинструктировал Боуэна удерживать позицию пилота, как только они приблизятся к прицелу радара, чтобы они могли посмотреть вверх и увидеть, насколько близко это было на самом деле. Боуэн описывает результат:

Предыдущие 30-40 минут наши головы находились под черной тканью, закрывающей электронно-лучевые трубки. Я сорвал тряпку, и Стаффи посмотрел прямо перед собой и сказал: «Где это? Я не вижу этого». 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 Даудингом отличается. Он заявляет, что был «чрезвычайно впечатлен» потенциалом, но указал Боуэну, что минимальная дальность полета 1000 футов была серьезным препятствием. Он не упоминает о близком подходе, и его формулировка предполагает, что его не было. Даудинг сообщает, что, когда они снова встретились позже в тот же день, Боуэн заявил, что сделал сенсационный прогресс, и минимальная дальность полета была уменьшена до 220 футов (67 м). Даудинг сообщает об этом некритически, но исторические записи показывают, что такого прогресса не было.^[45]

В Бофайтер разрешил опасения Даудинга по поводу вооружения, вооружившись как пулеметами, так и квартетом 20-мм пушка.

По возвращении в Мартлшем Даудинг выразил озабоченность по поводу ночных перехватов и характеристик настоящего ночного истребителя. Поскольку перехваты были длительными, самолету требовалась большая автономность. Чтобы гарантировать, что огонь по своим не было проблемой, пилоты должны были 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 гарантировать уничтожение бомбардировщика за один проход - вероятность организации второго перехвата была небольшой.^[46]

Позже Даудинг написал записку, в которой рассматривал несколько самолетов на эту роль, отвергая Бултон Пол Дефайант двухместный истребитель из-за тесноты в задней части башни. Он был уверен, что Bristol Beaufighter идеально подойдет для этой роли, но какое-то время он не был готов. Поэтому он выбрал легкий бомбардировщик Bristol Blenheim на ближайшее время, отправив два первых прототипа в Мартлшем-Хит для установки радаров из сражений. Blenheim K7033 был оснащен радаром, а K7034 выступил в качестве цели.^[47] Оба этих самолета потеряли в полете винт, но благополучно приземлились; K7033винта так и не нашли, но K7034На следующий день разгневанный фермер вернул его в Мартлшем.^[48]

Mk. я

Даже на длине волны 1,5 м антенны практического размера имели относительно низкое усиление и очень низкое разрешение; антенна передатчика создавала веерообразный сигнал шириной более 90 градусов. Это было бесполезно для самонаведения на цель, поэтому требовалась некоторая система индикации направления. Команда всерьез рассмотрела сравнение фаз как решение, но не смог найти подходящую схему фазовращения.^[49]

Вместо этого была принята система из нескольких приемных антенн, каждая из которых была расположена так, что была видна только определенная часть неба. Два горизонтальных приемника были установлены по бокам фюзеляжа и видели только отражения слева или справа, слегка перекрываясь посередине. Два вертикальных приемника были установлены над и под крылом, чтобы видеть 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 были отправлены в электронно-лучевая трубка (CRT) для дисплея, причем один из них проходит через инвертор напряжения. Если бы цель находилась слева, на дисплее слева была бы более длинная точка, чем справа. Когда цель находилась прямо впереди, метки были равной длины.^[52] У такого решения изначально была ограниченная точность, около пяти градусов, но это было практическое решение с точки зрения ограничения размеров антенны.^[50]

К этому моменту министерство авиации отчаянно пыталось принять на вооружение какое-либо подразделение. Довольный 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 Blenheims для No 25 эскадрилья в RAF Хокинг (всего 21). Поскольку каждая из деталей поступала от разных поставщиков, и монтажники не были знакомы ни с одной из них, членам команды AI пришлось бы вручную собирать компоненты по мере их поступления и инструктировать монтажников по установке.^[45]

Ватт ждал заказа и в 1938 году организовал производство передатчиков в Метровике и приемников в А.С. Коссор. Это оказались не те продукты: Метровику было сказано напрямую скопировать («китайский») дизайн Перси Хибберда 1937 года, но Боудси доставил Метровику не тот прототип, который скопировал его.^[53] Приемники Cossor оказались непригодными для использования, они весили столько же, сколько и весь передатчик и приемник, а их чувствительность была примерно вдвое меньше, чем у EMI lash-up.^[54]

Пай полоска

Именно в этот момент команде снова повезло. Бывший научный руководитель Боуэна в Королевский колледж, Лондон, был Эдвард Эпплтон, который работал с Ваттом и Гарольд Пай в течение 1920-х гг. С тех пор Пай создал свою собственную радиокомпанию, Pye Ltd., и активно работал на телевидении. Недавно они представили новый телевизор на основе инновационной вакуумной лампы, разработанной Philips Голландии EF50 пентод. Эпплтон упомянул дизайн Пая Боуэну, который нашел его большим улучшением по сравнению с версией EMI, и был рад узнать, что был небольшой производственный цикл, который можно было использовать для их экспериментов.^[55] Дизайн стал широко известен как Пай полоска.^[56]

Полоса Pye стала таким шагом вперед по сравнению с блоком EMI, что EF50 стал ключевым стратегическим компонентом. Когда в 1940 году надвигалось немецкое вторжение на запад, британцы связались с Philips и разработали план по переезду совета директоров компании в Великобританию вместе с еще 25000 EF50 и еще 250 000 базами, на которых Mullard, Дочерняя компания Филипа в Великобритании, может производить трубы целиком. Разрушитель, HMSВиндзор,^[57] был отправлен забрать их в мае и покинул Нидерланды всего за несколько дней до немецкого вторжения 15 мая 1940 года.^{[55][грамм]} Полоса Пая и ее промежуточная частота 45 МГц будут повторно использоваться во многих других радиолокационных системах военного времени.^[58]

В конечном итоге в Мартлшеме прибыли новые Бленхеймы, которые экспериментально преобразовали в тяжелые истребители с добавлением четырех .303 британский Пулеметы Браунинг и четыре 20-мм автопушка Hispano, убрав среднюю верхнюю башню, чтобы уменьшить вес на 800 фунтов (360 кг) и небольшое сопротивление.^{[59][60][час]} Они прибыли без каких-либо стеллажей или других приспособлений, необходимых для установки радара, которые должны были быть изготовлены местными монтажниками. Дальнейшие поставки Blenheim Mk. ЕСЛИ^[я] и IIF изначально были предусмотрены, но новый Mk. Версии IVF с более длинным и переработанным носом. Для нового самолета пришлось переоборудовать оборудование, а приемники и электронно-лучевые трубки были установлены в увеличенной носовой части, что позволяло оператору указывать пилоту поправки с помощью ручных сигналов в качестве резервной копии в случае отказа внутренней связи.^[61]

К сентябрю несколько Бленхеймов были оснащены тем, что теперь официально известно как AI Mk. Я и подготовка экипажей началась с 25-й эскадрильи в г. RAF Northolt. Роберт Хэнбери Браун, физик, который позже будет работать над радаром в США, и Кейт Вуд присоединились к ним в августе 1939 года, помогая установщикам поддерживать системы в рабочем состоянии и придумывая полезные методы перехвата. Ближе к концу августа Даудинг посетил базу, увидел радары в носу и указал Боуэну, что вражеские артиллеристы увидят свет от ЭЛТ и застрелят оператора. Комплекты были переоборудованы еще раз, вернувшись в хвостовую часть фюзеляжа, что вызвало дополнительные задержки.^[62]

С блоками в тылу единственным способом связи был домофон. Современные системы также использовали радио в качестве внутренней связи, но наборы TR9D, используемые в самолетах RAF, использовали голосовой канал в течение 15 секунд каждую минуту для писк система, блокирующая связь. Даже когда были поставлены модифицированные наборы для решения этой проблемы, было обнаружено, что радар сильно мешает работе внутренней связи. А говорящая трубка был опробован, но оказался бесполезным. Новее УКВ Радиостанции, разрабатываемые в тот же период, не имели этих проблем, и Бленхеймы были перемещены в начало очереди, чтобы получить эти устройства.^[63][64]

Экстренный переезд

Когда в 1939 году прибыли группы радаров, Университет Данди, не намного больше, чем Боудси, был заполнен студентами.

Боудси, расположенный прямо на восточном побережье в относительно уединенном месте, не мог быть эффективно защищен от воздушных атак или даже бомбардировок с лодок на берегу. Необходимость переезда группы в более защищенное место с началом боевых действий была выявлена ​​задолго до войны. Во время посещения его альма матер в Университет Данди, Ватт подошел к ректору, чтобы спросить о возможном размещении там команды в короткие сроки. Когда немцы вторглись в Польшу и 3 сентября 1939 года была объявлена ​​война, исследовательские группы собрались и прибыли в Данди, где обнаружили, что ректор лишь смутно вспомнил о разговоре и ничего не подготовил к их прибытию. С тех пор студенты и профессора вернулись после летних каникул, и для всей группы были доступны только две небольшие комнаты.^[65]

Группа AI и их экспериментальный самолет D Flight, A & AEE,^[66] переехал в аэропорт на некотором расстоянии в Перт, Шотландия.^[j] Аэропорт был совершенно непригоден для монтажных работ: для работы с самолетами имелся только один небольшой ангар, а второй использовался для офисов и лабораторий. Это потребовало, чтобы большая часть самолетов оставалась снаружи, а другие работали внутри. Тем не менее, первая группа самолетов была завершена к октябрю 1939 года. Благодаря этому успеху в аэропорт прибывало все больше и больше самолетов, чтобы группа ИИ установила радары, большинство из которых были блоками ASV для патрульных самолетов, таких как Локхид Хадсон и Шорт Сандерленд, с последующей экспериментальной подгонкой к Авиация флота Фейри-меч-рыба и Морж-супермарин.^[67][68]

Бернард Ловелл присоединился к команде радаров по личному предложению P.M.S. Блэкетт, один из первых членов комитета Тизард. Он прибыл в Данди и встретил Сидни Джефферсона, который сказал ему, что его перевели в группу ИИ.^[9] Условия в Перте были настолько суровыми, что явно сказывались на работе, и Ловелл решил написать об этом Блэкетту 14 октября. Среди многих проблем он отметил это;

Ситуация здесь действительно невероятная. Вот они кричат, чтобы установить сотни самолетов. Слесари работают 7 дней в неделю, иногда по 15 часов в день. По их собственным словам, «аппарат - чушь даже для телевизора».^[69]

Блэкетт удалил любую прямую ссылку на Ловелла и передал ее Тизарду, который обсудил 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 26 октября Роу ответила Тизарду:

Он явно не подозревает, что я знаю, что он писал Блэкетту. Судя по тому письму, которое вы мне процитировали, я ожидал, что Ловелл окажется отвратительной работой, которую 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 работы.^[71] Он решил, что большая часть исследовательского учреждения, ныне известного как Исследовательский центр Министерства авиации (AMRE), останется в Данди, а команду ИИ следует переместить в более подходящее место. На этот раз выбранное место было RAF St Athan, примерно в 15 милях (24 км) от Кардифф. Сент-Афан был большой базой, которая также служила полигоном ВВС Великобритании и должна была быть идеальным местом.^[72]

Когда группа ИИ прибыла 5 ноября 1939 года, они оказались в заброшенном ангаре без служебных помещений. Небольшое облегчение было получено при использовании заброшенных крыльев Хейфорда в качестве перегородок.^[73] но это оказалось в значительной степени бесполезным, поскольку погода стала холодной. Поскольку главные двери ангара обычно оставались открытыми в течение дня, часто было слишком холодно, чтобы держать отвертку.^[72] Боуэн жаловался, что такие условия «вызвали бы бунт на тюремной ферме».^[74]

По иронии судьбы, Боудси игнорировался немцами на протяжении всей войны, в то время как Святой Афан подвергся нападению Юнкерс Ju 88 всего через несколько недель после прибытия команды. Одиночная бомба попала прямо в взлетно-посадочную полосу, но не взорвалась.^[60]

Mk. II

С октябрьских поставок министерство авиации начало планы по производству AI Mk. II. Это во многом отличалось добавлением нового временная база система, которая, как надеялись, уменьшит минимальную дальность до очень полезной 400 футов (120 м). Когда были установлены новые блоки, было обнаружено, что минимальная дальность полета увеличилась до 1000 футов. Эта проблема была обнаружена на неожиданно высокой емкость в орудиях, и при дальнейшей работе они смогли вернуться только к Mk. Я 800 футов.^[75] Blenheim из ряда эскадрилий были оснащены танками Mk. II, по три самолета в каждой из 23, 25, 29, 219, 600 и 604 эскадрилий в мае 1940 года.^[76]

Две экспериментальные версии Mk. II были испытаны. Используемый блок AIH GEC Клапаны VT90 Micropup вместо Acorns для дополнительной мощности, 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. AIL имел синхронизация временной развертки, что улучшило максимальную дальность, за счет значительно увеличенной минимальной дальности с 3 000 до 3 500 футов (0,91–1,07 км), и работы были прекращены.^[77][k]

Во время доставки самолетов Боуэн, Тизард и Уотт потребовали от Министерства авиации назначить кого-то, кто будет командовать всей системой ночного боя, от обеспечения доставки самолетов и производства радаров до обучения пилотов и наземного экипажа. Это привело к формированию Комитета по ночному перехвату (названного так в июле 1940 г.) под руководством Ричард Пирс. Пирс поднял группу ночного перехвата в RAF Tangmere 10 апреля 1940 г .; позже он был переименован в Блок перехвата истребителей (ПФР).^[78]

Боуэн прочитал в Bentley Priory серию лекций по теории ночного перехвата с наведением и пришел к выводу, что истребителю требуется 20-25% -ное преимущество в скорости над его целью. Главный Люфтваффе бомбардировщики - Junkers Ju 88, Дорнье До 17Z 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 истребитель должен будет лететь со скоростью не менее 300 миль в час (480 км / ч), а «Бленхейм» с полной загрузкой способен развивать скорость только 280 миль в час (450 км / ч). Беспокойство Боуэна по поводу низкой скорости Бленхейма подтвердилось в бою.^[76]

Mk. III

Два Blenheim Mk. IFs 25 июля 1940 года взлетит 25-я эскадрилья в Мартлшем-Хит. Самолет справа устанавливает антенну передатчика в ее первоначальном горизонтальном положении.

Одной из попыток сократить минимальный разрыв дальности было использование прожектора, как в случае с этим Havoc, устанавливающим Турбинлит в носу. Обратите внимание на Mk. IV антенны по бокам. Модель Mk. IV направил Havoc на близкую дистанцию, а затем включился свет, освещая цель, чтобы другие истребители могли атаковать.

Модель Mk. II использовался лишь короткое время, когда команда заменила его передатчик на один из ASV Mk. I, который использовал новые клапаны Micropup.^[79][l] Новый AI Mk. Наборы III были экспериментально подогнаны примерно к двадцати Бленхеймским IF в апреле 1940 г., 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 описывает как «большой спор о минимальной дальности».^[81] С октября 1939 года круглосуточно ведутся работы по установке оставшихся Mk. Я работал в Перте и Сент-Атане, у команды не было времени на дальнейшее развитие электроники. Они знали, что минимальный диапазон все еще больше, чем можно было бы считать удовлетворительным, но Боуэн и Хэнбери Браун были убеждены, что существует простое решение, которое они могут реализовать после завершения первоначальных установок.^[82] Между тем, текущие наборы продолжали устанавливаться, хотя все знали о своих проблемах. 24 января 1940 г. Артур Теддер признался Тизарду, что:

Я боюсь, что большая часть, если не большая часть проблем связана с нашей фатальной ошибкой, когда мы быстро начали производство и установку ИИ до того, как он был готов к производству, установке или использованию. Эта прискорбная стремительность неизбежно сорвала исследовательскую работу по ИИ, поскольку она включала отвлечение исследовательской группы от собственно исследования к установке.^[83]

Вопрос минимальной дальности продолжал подниматься, прорабатывался через министерство авиации и, в конечном итоге, до Гарольд Ларднер, руководитель исследовательского центра Стэнмора.^[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 Брауна или о том, что они не могут работать над ним из-за продолжающихся установок, они согласились, чтобы Льюис исследовал 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 у команды ИИ контроль над проектом ИИ.^[80][85]

В Данди Льюис поднял вопрос, и были рассмотрены два решения по увеличению дальности стрельбы. Модель Mk. IIIA состоял из ряда незначительных изменений в передатчике и приемнике с целью уменьшения минимальной дальности примерно до 800 футов (240 м). Собственным решением Льюиса стал Mk. IIIB, который использовал второй передатчик, который транслировал сигнал, смешанный с основным, чтобы подавить его в конце импульса. Он полагал, что это уменьшит минимальную дальность до 600 футов (180 м). Два экземпляра IIIA прошли испытания в мае 1940 года и продемонстрировали незначительные улучшения, при этом дальность полета уменьшилась до 950 футов (290 м), но за счет значительного уменьшения максимальной дальности - всего 8 500 футов (2,6 км). Испытания IIIB ждали, пока команда ИИ переехала из Санкт-Афана в Стоит матраверс в мае,^[86] и в конце концов были захвачены событиями. Разработка обеих моделей была прекращена в июне 1940 года.^[87]

Весть о том, что Льюис разрабатывает свои собственные решения проблемы минимальной дальности, достигла команды ИИ в Сент-Афане где-то в начале 1940 года. Боуэн был чрезвычайно расстроен. Он привык к тому, что исследователи были вовлечены в опрометчивую попытку производства, но теперь Роу напрямую отстранил их от исследовательской работы. Тизард услышал о жалобах и посетил Данди, пытаясь сгладить их, но, очевидно, безуспешно. 29 марта 1940 г. в служебной записке из офиса DCD Ватта было объявлено о реорганизации Airborne Group. Джеральд Тач перейдет в RAE, чтобы помочь разработать процедуры производства, установки и обслуживания для Mk. IV, несколько других членов разойдутся на аэродромы ВВС Великобритании, чтобы помочь обучить наземный и воздушный экипаж непосредственно на частях, в то время как остальная часть команды, включая Ловелла и Ходжкин, снова присоединится к основным исследовательским группам радаров в Данди. Боуэн был исключен из реорганизации; его участие в ИИ закончилось.^[88] В конце июля Боуэна пригласили присоединиться к Миссия Тизарда, который уехал в США в августе 1940 года.^[89]

Использование прототипа

Mk. III прошел обширные испытания в № 25 эскадрильи в мае 1940 года, и была обнаружена еще одна тревожная проблема. По мере перемещения самолета-мишени в стороны от истребителя погрешность по горизонтальному углу возрастала. В конце концов, под углом около 60 градусов в сторону цель была обозначена как находящаяся по другую сторону от истребителя. Хэнбери Браун пришел к выводу, что проблема возникла из-за отражений между фюзеляжем и гондолами двигателей из-за перехода на длиннофюзеляжный IVF с короткоствольного 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 наружу от гондол, но это не дало результата. Еще одна попытка использования вертикально ориентированных антенн «полностью решила проблему» и позволила расположить антенны в любом месте крыла.^[91] Позже, когда он попытался понять, почему антенны всегда были горизонтальными, он обнаружил, что это произошло в ходе испытаний ASV, в ходе которых было обнаружено, что это уменьшает отражения от волн. Учитывая параллельное развитие систем ASV и AI, эта схема была скопирована на сторону AI, и никто не рассматривал другие решения.^[92]

На заседании комитета по ночному перехвату 2 мая было решено, что бомбардировочная угроза больше, чем от подводных лодок, и было принято решение о перемещении 80 из 140 ASV Mk. I передатчики AI, добавив к 70, построенным EKCO (Э.К. Коул). Их превратят в 60 IIIA и 40 IIIB.^[93][м] На следующей встрече 23 мая Тизард, возможно, вызванный комментариями директора по связям (воздух), предположил, что блоки не подходят для оперативного использования, особенно из-за низкой надежности, и должны использоваться только для тренировочных миссий при дневном свете.^[64]

К 26 июля 70 самолетов Blenheim были оснащены Mk. III и RAE написали подробный отчет о системе. У них тоже были опасения по поводу того, что они называли «частично надежными» системами, и они указали, что серьезная проблема связана с ненадежными антенными соединениями и кабелями. Но они пошли дальше и заявили, что увлекательная концепция просто не подойдет для производственной системы. Эти системы использовали схему передатчика в качестве генератора для выработки рабочей частоты, но у них был недостаток, заключающийся в том, что требовалось некоторое время для стабилизации и последующего отключения. Ханбери Браун согласился с этой оценкой, как и Эдмунд Кук-Ярборо, который руководил работой над IIIB в Данди.^[64]

Mk. IV

Ранние ночные истребители Mosquito оснащались Mk. IV, как этот NF Mark II, DD609.

Douglas P-70, оснащенный SCR-540, был эквивалентом ВВС США Havoc I с Mk. IV.

Комментарии RAE о самовозбуждающем передатчике 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 разработал систему, которая обходилась без схемы самовозбуждения передатчика и вместо этого использовал отдельный модулятор, который подавал сигнал в передатчик для усиления. Сигнал генератора также отправлялся на приемник, используя его для снижения его чувствительности. Комбинированный эффект заключался в повышении резкости передаваемого импульса при одновременном уменьшении «звона» в приемнике.^[94] В ходе испытаний в мае 1940 года Хэнбери Браун смог ясно увидеть возвращение на расстоянии 500 футов (150 м) и все еще мог разглядеть его, когда они приблизились к 400.^[89]

Прикоснись, сейчас на RAE Фарнборо и, поставив улучшенные версии ASV, быстро адаптировали новый генератор к существующему Mk. III передатчик.^[89] Адаптация вертикальной передающей "стрелки", сложенный твин-диполь Антенна в носовой части самолета, полученная в результате работы Хэнбери Брауна над Mk. III устранил все оставшиеся проблемы.^[91] Во время первых боевых испытаний в июле 1940 года новый AI Mk. IV продемонстрировал способность обнаруживать еще один Бленхейм на расстоянии 20 000 футов (6,1 км) и продолжал отслеживать его минимум до 500. Хэнбери Браун заявил, что «он сделал все, на что мы изначально надеялись, что бортовой радар сделает в ночное время». -боевой ".^[89] Далее он отметил, что, хотя Mk. IV прибыл всего через год после первого Mk. Мне казалось, что они работали десять лет.^[89]

Контракт на производство 3000 единиц был немедленно начат на EMI, Pye и EKCO.^[95] Когда они уехали в США в августе, команда Tizard Mission взяла на вооружение Mk. IV, ASV Mk. II и IFF Mk. II с ними, через Национальный исследовательский совет (Канада).^[96] В ходе следующих обсуждений было решено, что США будут производить AI, а Канада - ASV. Western Electric получила лицензию на производство Mk. IV в США, где он был известен как SCR-540. Начались поставки Р-70 (A-20 Havoc) и ПВ-1 самолет в 1942 году.^[97][98]

Оперативное использование

Ранние операции

На протяжении всего развития Mk. С I по III, различные подразделения управляли системами, пытаясь разработать подходящие методы перехвата. Очень рано было решено отказаться от всей цепочки сообщений системы Даудинг и разместить операторов радаров в Сеть Главная (CH) сайты общаются с бойцами напрямую, что значительно сокращает задержки. Это улучшило ситуацию, и во все большем числе случаев самолеты получали направление от станций СН к реальным целям.^[99]

Экипажам в конце концов непременно повезло, и это произошло в ночь с 22 на 23 июля 1940 г., когда Бленхеймское подразделение ПФР получило указание от Опрос CH и захватил цель на расстоянии 8000 футов (2,4 км). 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, пока они не подошли так близко, что брызги масла из цели покрыли их лобовое стекло. Прервавшись, «Бленхейм» перевернулся вверх ногами, и в условиях отсутствия видимости пилот не оправился, пока не достиг 700 футов (210 м). Мишень упала Богнор Реджис, на южном побережье Англии. Это было первое подтвержденное успешное использование бортовой РЛС, известное в истории.^[100][n]

Несмотря на этот успех, было ясно, что Бленхейм просто не будет работать как истребитель. Несколько раз станции СН направляли истребители на успешный радиолокационный захват только для того, чтобы цель медленно отдалялась 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 года Mk. III-экипированные истребители из RAF Kenley совершил 92 полета, выполнил 28 радиолокационных перехватов и ни разу не погиб.^[102]

Прибытие Mk. IV в июле 1940 г. улучшило положение, но это была поставка Бристоль Бофайтер начиная с августа это произвело действительно эффективную систему. У Beaufighter были значительно более мощные двигатели, скорость, которая позволяла ему ловить цель, и мощная артиллерийская установка из четырех 20-мм пушек, которые могли легко уничтожить бомбардировщик за один проход. Использование эскадрильи началось в октябре, и ее первая победа пришла вскоре после этого, 19/20 ноября, когда Beaufighter IF из 604-й эскадрильи уничтожил Ju 88A-5 недалеко от Чичестер, очень близко к первому успеху Mk. III.^[103][o]

Даудинг и ИИ

Ураганы, как этот Mk. IIC из 87 Sqn, широко использовались в качестве ночных истребителей до 1942 года. Их успех в этой роли был ограниченным.

Хью Даудинг был в конечном итоге уволен из-за его отказа внедрить нерадарные решения для The Blitz, в том числе кошачий глаз дневные истребители, такие как Hurricane, показанный выше.

В течение августа и сентября 1940 г. Люфтваффе встретил систему Даудинга в Битва за Британию, и, несмотря на большие усилия, не смог победить истребительное командование. Письмо Тизарда от 1936 года оказалось пророческим; при их потере в течение дня Люфтваффе перешел в ночной поход. Блиц всерьез началось в сентябре.^[105]

Задолго до этого Даудинг подвергался почти постоянной критике со всех сторон; он все еще находился у власти после достижения нормального пенсионного возраста для офицеров, обладал колючей личностью, за которую получил прозвище «Душевный», и сохранял жесткий контроль над истребительным командованием. Его также критиковали за его бездействие в прекращении борьбы между Кейт Парк и Траффорд Ли-Мэллори, командиры 11-й и 12-й групп вокруг Лондона. Тем не менее, он пользовался благосклонностью Уинстон Черчилль и продемонстрированный успех Битвы за Британию, который вызвал споры по большинству жалоб.^[106]

Блиц все изменил. В сентябре 1940 г. Люфтваффе совершил 6 135 ночных боевых вылетов, потеряв всего четыре боевых единицы. Система Даудинга была неспособна практически справиться с ночным перехватом, и Даудинг продолжал утверждать, что единственным решением было задействовать ИИ. В поисках альтернатив Начальник штаба авиации, Сирил Ньюолл, созвал комиссию по обзору под руководством Джон Салмонд. Салмонд построил тяжелую панель, включающую Шолто Дуглас, Артур Теддер, Филип Жубер де ла Ферте, и Уилфрид Фриман.^[107]

На своих первых встречах 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, чтобы бой продолжался на протяжении всего рейда. Контракт на этот тип радара уже был разослан в июне или июле. Они предложили, чтобы фильтровальная комната на RAF Bentley Priory быть передан штаб-квартире Группы для улучшения потока информации, но Даудинг уже пошел дальше и передал ночной перехват на уровне Сектора на аэродромах. Даудинг принял только четыре предложения.^[108]

За этим последовал еще один доклад по запросу Черчилля, на этот раз адмирала. Том Филлипс. Филипс вернул свой отчет 16 октября, призвав к постоянному патрулированию. Hawker Hurricane бойцы под руководством прожекторы, так называемой кошачий глаз истребители. Даудинг ответил, что скорость и высота современных самолетов делают такие усилия почти бесполезными, заявив, что Филлипс предлагает «просто вернуться к Micawber-подобный метод приказывать им летать и ждать, пока что-нибудь не появится ». Он снова заявил, что ИИ был единственным решением проблемы. Филлипс не игнорировал ИИ, но указал, что« В начале войны ИИ было заявлено, что на месяц или два впереди. По прошествии более года мы все еще слышим, что через месяц или около того 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, полагали, 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 Блица, хотя их эффективность была ограничена и быстро затмилась силами ночных истребителей. В мае 1941 года истребители «кошачий глаз» убили 106 против 79 «ночных истребителей», но совершили в два раза больше боевых вылетов.^[109] По совпадению, подобная система кошачий глаз бойцы Уайлд Сау, будет достигнута люфтваффе самостоятельно позже в ходе войны.

GCI

Широкое распространение РЛС Type 7 GCI стало ключом к тому, чтобы сделать ночной истребитель действительно эффективным.

Несмотря на все усилия, максимальная дальность полета ИИ оставалась фиксированной на высоте самолета, что позволяло Люфтваффе самолет, чтобы избежать перехвата, летая на меньшей высоте. С точностью до пяти миль (8 км) в направлении земли это означало, что все, что находится ниже 25000 футов (7,6 км), будет подвержено этой проблеме, на которую приходится подавляющее большинство Люфтваффе боевые вылеты. Другим серьезным ограничением было отсутствие наземного радиолокационного обзора над сушей.^[110]

24 ноября 1939 года Хэнбери Браун написал записку о Предложения по управлению истребителями со стороны RDF Требуется новый тип радара, который будет напрямую отображать как самолет-цель, так и перехватывающий истребитель, 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 в ЭЛТ-дисплей будет синхронно вращать пластины отклонения луча, поэтому отметки, видимые, когда антенна находится под определенным углом, будут отображаться под тем же углом на дисплее осциллографа. При использовании люминофора, который длился хотя бы один оборот, точки для всех целей в пределах досягаемости будут рисоваться на дисплее под их правильными относительными углами, создавая изображение, подобное карте, известное как PPI. Теперь, когда и бомбардировщики, и истребители отображаются на одном дисплее, оператор радара может напрямую наводить перехват, устраняя все задержки.^[110]

Проблема заключалась в том, чтобы найти достаточно маленький радар; Огромные вышки радара СН, очевидно, нельзя было поворачивать таким образом.К этому времени армия достигла значительного прогресса в адаптации электроники ИИ для создания нового радара для обнаружения кораблей в Ла-Манше, CD, с антенной, которая была достаточно маленькой, чтобы ее можно было поворачивать по пеленгу. В 1938 году пилоты RAF отметили, что они могут избежать обнаружения CH при полете на малых высотах, поэтому в августе 1939 года Уотт заказал 24-CD наборы под названием Chain Home Low (CHL), используя их для заполнения пробелов в зоне покрытия CH.^[112] Эти системы изначально вращались, вращая педали на раме велосипеда, приводя в движение набор шестерен. Шутка того времени «заключалась в том, что одного из операторов W.A.A.F. R.D.F. всегда можно было узнать по выпуклым икроножным мышцам и необычайно стройной фигуре». Моторизованные средства управления для КХЛ были введены в апреле 1941 г.^[113]

К концу 1939 года стало понятно, что вращение луча на дисплее радара можно осуществлять с помощью электроники. В декабре 1939 г. компания G.W.A Dummer начала разработку такой системы,^[111] а в июне 1940 года модифицированный радар CHL был моторизован, чтобы постоянно вращаться по пеленгу, и был подключен к одному из этих новых дисплеев. В результате получился обзор воздушного пространства вокруг радара на 360 градусов. Шесть экземпляров прототипа Перехват наземного управления РЛС (GCI) были вручную построены на AMES (экспериментальной станции Министерства авиации) и RAE в ноябре и декабре 1940 г., и первые были введены в эксплуатацию в РАФ Сопли в день Нового 1941 года, а остальные последуют к концу месяца. До их введения в декабре 1940 г. уровень перехвата составлял 0,5%; к маю 1941 г., при наличии ряда действующих станций GCI и лучшей осведомленности она составляла 7%,^[102] с коэффициентом уничтожения около 2,5%.^[114]

Конец блиц

Это была всего лишь комбинация AI Mk. IV, радары Beaufighter и GCI, которые создали действительно эффективную систему, и всем экипажам потребовалось время, чтобы овладеть навыками. По мере того как они это делали, скорость перехвата стала расти геометрически:

• В январе 1941 г. было сбито три самолета.
• В феврале это число увеличилось до четырех, включая первое убийство Бофайтером.
• В марте было сбито 22 самолета.
• В апреле это улучшилось до сорока восьми.
• В мае это число увеличилось до девяноста шести.

Их процентное отношение к вооруженным силам ИИ продолжало расти; тридцать семь убийств в мае были совершены Боусами или Разрушителями, оснащенными ИИ, и к июню они составили почти все убийства.^[114][п]

К этому моменту Люфтваффе подвергли Великобританию крупной воздушной кампании и вызвали огромные разрушения и перемещение гражданского населения. Однако он не смог привлечь Великобританию к мирным переговорам и не оказал очевидного влияния на объемы производства. В конце мая немцы отменили «Блиц», и с этого момента количество бомбардировок в Великобритании значительно снизилось. Насколько это произошло из-за воздействия сил ночных истребителей, было предметом серьезных споров среди историков. Немцы обращали свое внимание на восток, и большая часть Люфтваффе был отправлен в поддержку этих усилий.^[105] Даже в мае потери составили всего 2,4% атакующей силы - крошечная цифра, которую легко заменить Люфтваффе.^[115][q]

Бедекер Блиц

Ночные истребители использовались в плохую погоду, и по этой причине их иногда называли ночными / всепогодными истребителями. Эта последовательность показывает Ju 88 был сбит в непогоду из Mk. IV-оборудованный Москит NF Mk. II над Бискайским заливом.

Артур Харрис был назначен офицером авиации главнокомандующим Бомбардировочная команда RAF 22 февраля 1942 г. и немедленно приступил к реализации своего плана по уничтожению Германии посредством лишение жилья. В рамках перехода к районным атакам в ночь на 28 марта отряды сбросили взрывчатку и зажигательные вещества на Любек, нанося огромный ущерб. Адольф Гитлер и другие нацистские лидеры пришли в ярость и приказали нанести ответный удар.^[117]

В ночь на 23 апреля 1942 г. был произведен небольшой налет на Эксетер, за которым на следующий день последовало заявление Густав Браун фон Штумм что они уничтожат все места, найденные в Путеводители по Бедекеру который был удостоен трех звезд. На следующей неделе последовали все увеличивающиеся рейды, которые стали известны в Великобритании как Бедекер Блиц. Эта первая серия рейдов закончилась в начале мая. Когда Кёльн был сильно поврежден во время первого налета 1000 бомбардировщиков, Люфтваффе вернулся на еще одну неделю рейдов с 31 мая по 6 июня.^[117]

Первые рейды стали неожиданностью и были встречены неэффективными ответами. В первом рейде Бофайтер из 604-я эскадрилья сбил один бомбардировщик, в то время как следующие три рейда не привели к убийствам, а в следующем снова одно убийство. Но по мере того, как схема атак становилась все более очевидной - короткие атаки на небольшие прибрежные города - оборона ответила. Четыре бомбардировщика были сбиты в ночь на 3/4 мая, еще два - 7/8, один - 18, два - 23 мая. В Люфтваффе изменили свою тактику; их бомбардировщики приближались на малой высоте, набирались, чтобы обнаружить цель, а затем снова пикировали после сброса своих 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 количества рейдов британских ВВС над Германией. Потери гражданского населения были значительными: 1 637 человек убито, 1 760 ранено, 50 000 домов были 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] Люфтваффе потери составили 40 бомбардировщиков и 150 членов экипажа.^[121] Хотя ночные истребители не имели особого успеха, с конца апреля по конец июня на их долю приходилось примерно 22 самолета.^[101] их недостатки были решены.

АИС, замена

Этот оригинальный магнетрон диаметром около 10 см произвел революцию в развитии радаров.

Установлен в этот странной формы обтекатель на носу Комара, СВЧ S-диапазон радар добивался успехов даже против самых быстрых целей.

Группа ВДВ экспериментировала с микроволновая печь системы еще в 1938 году, после того как было обнаружено, что подходящее расположение трубок желудя может работать на длинах волн до 30 см. Однако они имели очень низкую мощность и хорошо работали в области пониженной чувствительности на стороне приемника, поэтому дальность обнаружения была очень короткой. Группа пока отказалась от дальнейшего развития.^[122]

Развитие продолжалось в основном по настоянию Адмиралтейство, которые видели в этом решение для обнаружения боевые рубки частично затопленных Подводные лодки. После посещения Тизардом GEC's Исследовательский центр Херста в Уэмбли В ноябре 1939 года и во время последующего визита Ватта компания приступила к разработке и к лету 1940 года разработала рабочий 25-сантиметровый комплект с использованием модифицированных VT90.^[123] Благодаря этому успеху, Ловелл и новое дополнение к Airborne Group, Алан Ллойд Ходжкин, начали экспериментировать с рупорными антеннами, которые обеспечивали бы значительно более высокую угловую точность. Вместо того, чтобы транслировать радиолокационный сигнал по всей передней полусфере самолета и слушать эхо отовсюду в этом объеме, эта система позволит использовать радар как фонарик, указал в направлении наблюдения.^[88] Это значительно увеличит количество энергии, падающей на цель, и улучшит способность обнаружения.

21 февраля 1940 г. Джон Рэндалл и Гарри Бут сначала запустил их резонаторный магнетрон на 10 см (3 ГГц). В апреле GEC рассказали об их работе и спросили, могут ли они улучшить конструкцию. Они представили новые методы герметизации и улучшенный катод, предоставив два образца, способных генерировать 10 кВт мощности на расстоянии 10 см, что на порядок лучше, чем любое существующее микроволновое устройство.^[123] На этой длине волны полудипольная антенна была всего несколько сантиметров в длину и позволила команде Ловелла начать изучение параболические отражатели, создавая луч шириной всего 5 градусов. Это имело огромное преимущество в предотвращении отражений от земли, просто не направляя антенну вниз, позволяя истребителю видеть любую цель на своей высоте или над ней.^[124]

В течение этого периода Роу, наконец, пришел к выводу, что Данди не подходит ни для одного из исследователей, и решил снова переехать. На этот раз он выбрал Worth Matravers на южном побережье, где все радарные группы снова могли работать вместе. Из-за запутанного времени и лучшего планирования со стороны команды ИИ они прибыли в Уорт-Матраверс из Сент-Афана до того, как длинный конвой из Данди смог двинуться на юг. Это вызвало пробку, что еще больше расстроило Роу. Тем не менее, к концу мая 1940 года все было налажено: группа ИИ работала в основном из хижин к югу от Уорт-Матраверс и выполняла установку на близлежащем аэродроме. С этим шагом вся группа превратилась в Научно-исследовательское учреждение Министерства авиастроения (MAPRE), которое снова было переименовано в Учреждение телекоммуникационных исследований (TRE) в ноябре 1940 г.^[88]

Вскоре после переезда Роу сформировала новую группу под руководством Герберт Скиннер превратить магнетрон в систему ИИ,^[88] в то время известный как AI, Sentimetric (AIS).^[125] Ловелл относительно легко приспособил свои параболические антенны к магнетрону, и команда AIS сразу же обнаружила пролетающий самолет, когда они впервые включили набор 12 августа 1940 года. На следующий день их попросили продемонстрировать набор для менеджеров, но ни один самолет не пролетал мимо. Вместо этого они велели одному из рабочих на велосипеде вдоль близлежащей скалы нести небольшую пластину из алюминиевого листа. Это наглядно продемонстрировало его способность обнаруживать объекты очень близко к земле. Поскольку AIS быстро превратился в AI Mk. VII, развитие танка Mk. IV, модель Mk. V и Mk. VI (см. Ниже) увидел колеблющуюся поддержку.^[88]

Потребовалась значительная доработка АИС, первая серийная версия прибыла в феврале 1942 года и впоследствии потребовала длительного периода разработки и испытаний. Первое убийство Mk. VII постановка была в ночь с 5 на 6 июня 1942 года.^[126]

Зубчатый

Реальный ночной истребитель Ju 88R-1, обнаруживший радар Лихтенштейна для RAF, восстановлен и выставлен на обозрение

Когда микроволновые системы поступили на вооружение вместе с обновленными версиями самолетов, на которых они были установлены, возникла проблема: что делать с этими самолетами, несущими Mk. IV, которые в остальном были пригодны к эксплуатации. Одна из возможностей, предложенная еще в 1942 году, заключалась в поиске Люфтваффе собственные радары. Основные рабочие частоты Люфтваффе'аналог Mk. IV, FuG 202 Lichtenstein BC радар, был обнаружен в декабре 1942 года. 3 апреля 1943 года Комитет воздушного перехвата приказал TRE приступить к рассмотрению концепции самонаведения под кодовым названием Зубчатый.^[127][р] Как назло, это оказалось идеальным моментом. Ближе к вечеру 9 мая 1943 г. IV / NJG.3 дезертировали в Великобританию, управляя полностью экипированным ночным истребителем Ju 88R-1, D5 + EV, к РАФ Дайс в Шотландии, дав TRE их первый прямой взгляд на Лихтенштейн.^[127][129]

Антенная решетка оригинального Mk. IV был ограничен практическими факторами, чтобы быть несколько короче 75 см, что было бы идеально для их 1,5-метровых сигналов. Lichtenstein действовал на дистанции 75 см, в результате чего Mk. Антенны IV почти идеально подходят для их приема. Посылка сигналов через существующий моторизованный переключатель на новый приемник, настроенный на частоту Лихтенштейна, приводила к появлению дисплея, очень похожего на тот, который создавался Mk. Собственные передачи IV. Однако сигнал больше не должен был поступать от истребителя RAF и обратно; вместо этого сигналы должны поступать только от немецкого самолета к истребителю. Согласно уравнение радара это делает систему в восемь раз более чувствительной, и система показала свою способность отслеживать истребители противника на дальностях до 50 миль (80 км).^[130]

Наведение на радиопередачи противника означало, что не было точного способа рассчитать дальность до цели; Радиолокационные измерения основаны на времени задержки между трансляцией и приемом, и не было никакого способа узнать, когда был первоначально передан сигнал противника. Это означало, что устройство самонаведения можно было использовать только для начального слежения, а последний подход должен был осуществляться с помощью радара.^[131] Дополнительная дальность стрельбы Mk. VIII не требовался в этой роли, так как Serrate должен был привести истребитель на небольшую дальность слежения, а потеря Mk. IV не стал раскрывать немцам секрет магнетрона. По этой причине Mk. IV считался превосходящим более новые радары для этой роли, несмотря на любые технические преимущества новых разработок.^[132]

Впервые Serrate был установлен на Beaufighter Mk. Самолет ВИФ 141-я эскадрилья RAF в июне 1943 года. Они начали операции с использованием Serrate в ночь на 14 июня и к 7 сентября уничтожили 14 немецких истребителей, потеряв 3 человека.^[133][s] Позднее эскадрилья была передана №100 Группа РАФ,^[134] который занимался специальными операциями в составе бомбардировочного командования, включая постановку помех и тому подобное. Несмотря на их успехи, было ясно, что Beaufighter не хватало скорости, чтобы догнать немецкий самолет, и Mosquitoes начали заменять их в конце 1943 года.^[135]

Немцы узнали о своих потерях от ночных истребителей и начали экстренную программу по внедрению нового радара, работающего на разных частотах. Это привело к снижениюУКВ группа FuG 220 Лихтенштейн SN-2, которые начали поступать в оперативные подразделения в небольшом количестве в период с августа по октябрь 1943 г., и к ноябрю использовалось около 50 единиц.^[136] В феврале 1944 года No. 80 Sqn заметил заметное снижение количества передач FuG 202. К этому времени немцы изготовили 200 комплектов СН-2, а к маю их было 1000.^[137] Этот набор сознательно выбрал частоту, близкую к частоте их наземных Фрейя радар в надежде, что эти источники заглушат любой широкополосный приемник, используемый на самолетах RAF. К июню 1944 года ранние части Serrate были практически бесполезны, и их замена никогда не была столь успешной.^[137]

Дальнейшее развитие

Mk. IVA и Mk. V

Опыт показал, что последний подход к цели требовал быстрых действий, слишком быстрых, чтобы оператор радара мог легко сообщить пилоту поправки.^[138] В 1940 году Хэнбери Браун написал статью О получении изображений от контактов ИИ который математически продемонстрировал, что временные задержки, присущие системе перехвата, серьезно нарушают подход. В краткосрочной перспективе он предложил истребителям приблизиться к корме, находясь еще на расстоянии 2500 футов (760 м), а затем лететь прямо. В более долгосрочной перспективе он предложил добавить пилотный индикатор, который напрямую показывал направление, необходимое для перехвата.^[139]

Это привело к тому, что Хэнбери Браун начал работу над Mark IVA, который отличался от Mk. IV в первую очередь за счет наличия дополнительного дисплея перед пилотом.^[50] У оператора РЛС был дополнительный контроль, стробоскоп, который можно отрегулировать, чтобы выбрать доходность в определенном диапазоне. На дисплей пилота отправлялись только эти ответы, что приводило к гораздо меньшему беспорядку.^[140] В отличие от дисплея оператора, пилот показывал местоположение цели в виде одной точки, как при прицеле ствола; если точка была выше и правее центра дисплея, пилот должен был повернуть вправо и набрать высоту для перехвата. В результате получился так называемый индикатор летающего пятна,^[т] одиночная выбранная цель, показывающая прямую индикацию относительного положения цели.^[141]

Испытания проводились с октября 1940 г. и быстро выявили ряд мелких проблем. Одна из незначительных проблем заключается в том, что перекрестие на трубке, указывающее на центр, блокирует точку. Более серьезной проблемой было отсутствие информации о дальности, которую пилоты ПФР считали критической. Хэнбери Браун приступил к работе над этими проблемами и вернул обновленную версию в декабре. U-образная сетка в центре дисплея обеспечивала центральное положение, оставляя пятно видимым. Кроме того, схема включала в себя вторую временную развертку, которая давала более длинный сигнал, когда истребитель приближался к своей цели. Выход был рассчитан так, чтобы линия была центрирована горизонтально на точке. Это представило ассортимент в понятной форме; линия выглядела как крылья самолета, которые естественно увеличивались по мере приближения к ней истребителя.^[52]

Размер U-образного центрирующего столба был таким, чтобы его концы были той же ширины, что и 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, показал, что цель находилась на 300 м впереди и пора было посмотреть вверх, чтобы ее увидеть. Две линии поменьше указывали на дальность действия 500 футов (150 м), когда 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 дополнения к существующим Mk. IV, создавая AI Mk. IVA. Первые экземпляры прибыли в январе 1941 г., с большим количеством единиц от ADEE и Dynatron следующий в начале февраля. Причастность Хэнбери Брауна к искусственному интеллекту резко оборвалась во время тестирования нового устройства. Во время полета в феврале 1941 года на высоте 20 000 футов (6,1 км) у него не хватило кислорода, и он внезапно проснулся в машине скорой помощи на земле.^[142][143] Ему больше не разрешили летать на испытания, и он стал работать над радаром. маяк системы.^[142]

Продолжение работы выявило ряд незначительных проблем, и было принято решение представить модернизированный агрегат со значительными улучшениями в упаковке, изоляции и другими практическими изменениями. Это стало бы AI Mk. V, который начал прибывать из Пая в конце февраля и сразу продемонстрировал массу проблем. К этому времени уже разрабатывались СВЧ-агрегаты, и Mk. V почти отменили. Контракт на поставку более 1000 единиц был разрешен для продолжения в случае задержек с новыми установками. К маю проблемы с конструкцией Pye были устранены, и испытания ПФР показали, что он превосходит Mk. IV, особенно в плане обслуживания. Отчет RAE согласился.^[144]

Первый обновленный Mk. Комплекты V прибыли в апреле 1942 г. и были установлены на de Havilland Mosquito по мере их появления. A Mk. V-образный Mosquito впервые убил 24/25 июня, когда Mosquito NF.II из 151-й эскадрильи сбил Дорнье До 217E-4 через Северное море.^[145] На практике выяснилось, что пилотам было очень трудно смотреть вверх от дисплея в последнюю минуту, и система использовалась только экспериментально.^[146] К этому времени микроволновые установки начали поступать в небольших количествах, поэтому Mk. Производство V неоднократно откладывалось в ожидании их прибытия и в конечном итоге было отменено.^[145]

Начиная с лета 1942 года команда разработчиков TRE начала экспериментировать с системами для проецирования дисплея на лобовое стекло, и к октябрю объединила это с изображением существующего GGS Mk. II гироскопический прицел произвести истинный проекционный дисплей известный как Индикатор автоматического пилота, или API. Единственный образец был установлен на Beaufighter и испытан в течение октября, а многочисленные модификации и последующие образцы были испытаны в течение следующего года.^[147]

Mk. VI

Хоукер Тайфун R7881 был экспериментально оснащен AI Mk. ВИ радар. Электроника была помещена в контейнер под крылом, который выглядит как капельный бак.

Когда ИИ начал проявлять себя в начале 1940 года, Королевские ВВС осознали, что поставки радаров скоро превзойдут количество доступных подходящих самолетов. Поскольку в составе ночных истребителей уже имеется большое количество одномоторных одноместных самолетов, возникла потребность в том, чтобы оборудовать их радаром. Министерство авиации сформировало самолет AI Mk. VI Конструкторский комитет для изучения этого летом 1940 года. В результате AI Mk. VI был по сути своей Mk. IVA с дополнительной системой автоматической установки диапазона стробоскопа. При отсутствии видимой цели система переместила стробоскоп с минимального значения на максимальную дальность около 6 миль (9,7 км), а затем снова начала работать с минимума. Этот процесс занял около четырех секунд.^[148] Если цель была замечена, стробоскоп прилипал к ней, позволяя пилоту приблизиться к цели, используя свой C-область.^[149] Пилот будет лететь под контролем с земли, пока цель внезапно не появится на его индикаторе пилота, а затем перехватит ее.^[150]

Опытный образец автоматической стробоскопической установки был изготовлен в октябре вместе с новым Mk. РЛС типа ИВА с ручным стробоскопом для тестирования. Затем EMI попросили предоставить еще один макет опытный образец стробоскопа для воздушных испытаний, доставленный 12 октября.^[151] Было обнаружено и решено множество проблем. Среди них было обнаружено, что стробоскоп часто прилипал к отражению от земли, а когда этого не происходило, не прилипал до тех пор, пока не получил сильный сигнал на более коротких дистанциях, или мог придерживаться неправильной цели. В конце концов кнопка панацеи был добавлен для открепления строба в этих случаях.^[148]

Поскольку Mk. IVA был модифицирован в улучшенный Mk. V, Mk. VI последовал его примеру. Но к началу 1941 года было решено создать Mk. VI - совершенно новый дизайн, который легче помещается в небольшой самолет. В октябре 1940 года EMI уже заключила контракт на поставку дюжины опытных образцов с поставкой в ​​феврале, но эти постоянные 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 поступать серийные образцы, в которых было обнаружено огромное количество проблем, над которыми инженеры работали 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, при которой система могла блокировать передачи от других самолетов AI в этом районе, что привело к дальнейшим модификациям. Только 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 улучшились, и в 1942 году было принято решение удалить все одномоторные конструкции из состава ночных истребителей.^[153] Два подразделения Defiant перешли на Mk. VI, но они проработали всего около четырех месяцев, прежде чем перешли на Mosquito. Производство для роли ИИ закончилось,^[154] и электроника была преобразована в Моника РЛС предупреждения о хвосте бомбардировщика,^[153] до середины 1944 г. знание немцев Радар-детектор Flensburg, который заметил передачи Моники, был раскрыт британцам.

Модель Mk. У VI была короткая зарубежная карьера. Один из первых агрегатов был экспериментально установлен на Hurricane Mk. IIc, и это привело к тому, что в июле 1942 г. был произведен единственный полет таких конструкций. Этим переоборудованиям уделялось такое внимание, что они не были завершены до весны 1943 г. Некоторые из этих самолетов были отправлены в Калькутта где они захватили ряд японских бомбардировщиков.^[153] Экспериментальная подгонка Hawker Typhoon iA R7881 был выполнен, при этом система упакована в стандартную подкрыльевую капельный бак. Он был доступен в марте 1943 года и прошел длительные испытания до 1944 года, но из этой работы ничего не вышло.^[155]

Описание

Модель Mk. IV был сложным набором систем, известных в RAF под общим названием Airborne Radio Installation 5003 (ARI 5003). К отдельным частям относятся приемник R3066 или R3102, передатчик T3065, модулятор типа 20, антенна передатчика типа 19, антенна возвышения, тип 25, азимутальная антенна, тип 21 и 25, блок согласования импеданса, тип 35, панель управления напряжением, тип 3 и индикаторный блок, тип 20. или 48.^[156]

Схема антенны

На этих изображениях показаны приемные антенны SCR-540, установленные на прототипе. А-20, −540 был американской моделью AI Mk. IV, отличающийся в первую очередь позиционированием пассивных директоров (белые).

Поскольку Mk. Система IV работала на одной частоте, она естественно поддалась Яги антенна дизайн, который был доставлен в Великобританию, когда японские патенты были проданы Компания Маркони. «Яги» Уолтерс разработал систему для использования ИИ с использованием пяти антенн Яги.^[29]

Передачи происходили от единственной антенны-стрелки, установленной на носовой части самолета. Это состояло из сложенный диполь с пассивным директором перед ним, оба согнуты назад примерно на 35 градусов, выступая из носовой части на монтажной штанге.^[157] Приемные антенны для вертикального приема состояли из двух полуволновых униполей, установленных над и под крылом, с отражателем за ними. Крыло действовало как сигнальный барьер, позволяя антеннам видеть только часть неба над или под крылом, а также непосредственно перед ним. Эти антенны были повернуты назад под тем же углом, что и передатчик. Горизонтальные приемники и директора устанавливались на стержнях, выступающих из передней кромки крыла, антенны располагались вертикально. Фюзеляж и гондолы двигателей служили барьерами для этих антенн.^[158]

Все четыре приемные антенны были подключены отдельными выводами к моторизованному переключателю, который по очереди выбирал каждый из входов, отправляя его в усилитель. Затем выход был переключен с помощью той же системы на один из четырех входов ЭЛТ.^[159] Вся радиолокационная дипольная антенна AI Mk.IV была простой по сравнению с 32-дипольной антенной. Матраце (матрас) приемопередающая матрица, установленная на носу первых немецких ночных истребителей для использования радаров AI для их собственного диапазона УВЧ Лихтенштейн B / C Конструирование бортовой РЛС с 1942 по 1943 год.

Дисплеи и интерпретация

Изображение Mk. IV-дисплей с одиночной меткой цели, видимой примерно на ½ пути по временной оси. Значки одинаковой длины на левом дисплее и немного длиннее на правой стороне правого дисплея. Это значит, что истребитель должен немного повернуть вправо, чтобы перехватить цель. Большой треугольник слева и сверху - это отражение от земли, ограничивающее максимальное расстояние.

На этом смоделированном Mk. Индикация азимута IV, одна большая и одна маленькая. Внизу - сигнал звонка, который заставил систему работать на минимальной дальности. Отражения от земли не моделируются.

Модель Mk. Система отображения IV состояла из двух 3-дюймовых (7,6 см) диаметров. электронно-лучевые трубки подключен к общему генератор временной развертки обычно устанавливается для перехода на дисплей за время, необходимое для приема сигнала с расстояния 20 000 футов (6,1 км). Дисплеи были установлены рядом друг с другом на рабочем месте оператора РЛС в задней части Beaufighter. Трубка слева показывала вертикальное положение (высоту), а трубка справа показывала горизонтальное положение (азимут).^[160]

Каждая приемная антенна была направлена ​​на один из каналов дисплеев по очереди, в результате чего один из дисплеев обновился. Например, в данный момент переключатель может быть установлен на отправку сигнала в левую часть дисплея азимута. Генератор временной развертки был запущен, чтобы начать движение точки ЭЛТ вверх по экрану после окончания передачи. Отражения заставят точку отклониться влево, создавая всплеск, вертикальное положение которого можно измерить по шкале для определения дальности. Затем переключатель переместится в следующее положение и вызовет перерисовку правой части дисплея, но сигнал будет инвертирован, поэтому точка переместится вправо. Переключение произошло достаточно быстро, чтобы дисплей выглядел непрерывным.^[161]

Поскольку каждая антенна была нацелена на то, чтобы быть чувствительной в основном в одном направлении, длина меток зависела от положения цели по отношению к истребителю. Например, цель, расположенная на 35 градусов выше истребителя, вызовет усиление сигнала в верхнем вертикальном приемнике, что приведет к появлению длинной метки на верхней трассе и ни одной на нижней трассе. Несмотря на то, что обе вертикальные антенны менее чувствительны непосредственно впереди, обе вертикальные антенны могли видеть прямо перед истребителем, поэтому цель, расположенная прямо впереди, вызвала две немного более короткие точки, по одной по обе стороны от центральной линии.^[161]

Для перехвата оператор радара должен был сравнить длину меток на дисплеях. Если, например, метка была немного длиннее справа, чем слева от отображения азимута, он бы проинструктировал пилота повернуть вправо, чтобы центрировать цель.^[162] Перехваты обычно приводили к потоку коррекций влево / вправо и вверх / вниз при считывании (надеюсь) уменьшающегося диапазона.^[161]

Задний фронт импульса передатчика не был идеально резким и заставлял сигналы приемника звонить в течение короткого времени, даже если они были включены после того, как импульс был якобы завершен. Этот оставшийся сигнал вызвал большую постоянную вспышку, известную как передатчик прорваться которые появлялись на ближнем конце трубок (слева и снизу).Управление, известное как смещение осциллятора, позволяло регулировать точное время активации приемника относительно импульса передатчика, обычно так, чтобы остатки импульса были только видны.^[163]

Из-за широкой диаграммы направленности передающей антенны часть сигнала всегда ударяется о землю, а часть отражается обратно в самолет, вызывая возврат на землю.^[164] Он был настолько мощным, что принимался всеми антеннами, даже верхним вертикальным приемником, который иначе был бы скрыт от сигналов ниже него. Поскольку наименьшее расстояние и, следовательно, самый сильный сигнал был получен от отражений непосредственно под самолетом, это привело к появлению сильного всплеска на всех дисплеях в диапазоне высоты истребителя. Земля перед самолетом также вызвала возвратные волны, но они становились все более отдаленными (см. наклонный диапазон), и только часть сигнала отражалась обратно в самолет, в то время как все большая часть рассеивалась вперед и назад. Таким образом, отдача от земли на дальних расстояниях была меньше, что приводило к примерно треугольной серии линий в верхней или правой части дисплеев.^[164] известный как «эффект елки», за которым невозможно было увидеть цели.^[161]

Зубчатая операция

Серрат использовал винтовку Mk. Аппаратура IV для приема и отображения, заменяющая только блок приемника. Это могло быть включено или выключено из схемы из кабины, которая также отключила передатчик. При типичном перехвате оператор радара будет использовать Serrate для отслеживания немецкого истребителя, используя индикаторы направления с дисплеев, чтобы направить пилота на курс перехвата. Дальность не сообщалась, но оператор мог сделать приблизительную оценку, наблюдая за силой сигнала и тем, как сигналы менялись при маневрировании истребителя. После следования за Серратом на предполагаемую дальность в 6000 футов (1,8 км) собственный радар истребителя будет включен для заключительного захода на посадку.^[133]

Использование IFF

Начиная с 1940 года британские самолеты все чаще оснащались IFF Mk. II Система, которая позволяла операторам радаров определять, был ли значок на их экране дружественным самолетом. IFF был ответчиком^[u] который посылал импульс радиосигнала сразу после приема радиосигнала от радиолокационной системы. Передача IFF смешивается с собственным импульсом радара, в результате чего точка растягивается во времени от небольшого пика до вытянутой прямоугольной формы.^[166]

Быстрое внедрение новых типов радаров, работающих на разных частотах, означало, что система IFF должна была реагировать на постоянно увеличивающийся список сигналов, а прямой отклик Mk. II требовалось постоянно увеличивать количество подмоделей, каждая из которых работала на разных частотах. К 1941 году стало ясно, что это будет расти без ограничений, и требовалось новое решение.^[167] Результатом стала новая серия устройств IFF, в которых использовалась техника непрямого допроса. Они работали на фиксированной частоте, отличной от радиолокационной. Сигнал опроса посылался с самолета нажатием кнопки на радаре, в результате чего сигнал передавался импульсами, синхронизированными с основным сигналом радара. Принятый сигнал был усилен и смешан с тем же видеосигналом, что и радар, в результате чего появился такой же расширенный сигнал.^[168][169]

Системы самонаведения

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]

Приемоответчики самонаведения в общих чертах похожи на системы IFF, но используют более короткие импульсы. Когда сигнал был получен от радара, транспондер отвечал коротким импульсом на той же частоте, исходный импульс радара не отражался, поэтому не было необходимости увеличивать длину сигнала, как в случае IFF.^[168] Импульс был отправлен на Mk. IV и выглядел как резкое вспышка. В зависимости от расположения транспондера относительно летательного аппарата, метка будет длиннее слева или справа от азимутального дисплея, что позволит оператору направлять самолет к транспондеру, используя точно такие же методы, как и при обычном перехвате самолета.^[171]

Из-за физического расположения транспондера на земле, антенна приемника с наилучшим обзором транспондера находилась под крылом. Оператор радара обычно улавливает сигнал в нижней части экрана высоты даже на очень больших расстояниях. Поскольку сигнал маяка был достаточно мощным, Mk. IV включал переключатель, который устанавливал временную шкалу на 60 миль (97 км) для пикапа на большие расстояния. Как только они приблизятся к общей области, сигнал будет достаточно сильным, чтобы начать появляться на азимутальной (левой-правой) трубке.^[171]

BABS

Другая система, используемая с Mk. IV был Система радиомаяка подхода луча, или BABS, что указывало на осевую линию ВПП.^[172]

Общая концепция предшествовала Mk. IV и была по сути британской версией немецкого Луч Лоренца система. Lorenz, или стандартный подход луча, как он был известен в Великобритании, использовал единственный передатчик, расположенный на дальнем конце активная взлетно-посадочная полоса который поочередно подключали к одной из двух слегка направленных антенн с помощью моторизованного переключателя. Антенны были нацелены так, что они посылали свои сигналы слева и справа от взлетно-посадочной полосы, но их сигналы перекрывались по центральной линии. Коммутатор провел 0,2 секунды в подключении к левой антенне (если смотреть со стороны самолета), а затем 1 секунду к правой.^[173]

Чтобы использовать Лоренц, обычное радио было настроено на передачу, и оператор слушал сигнал и пытался определить, слышал ли он точки или тире. Если бы они услышали точки, короткий 0,2-секундный импульс, они бы поняли, что находятся слишком далеко влево, и повернулись бы вправо, чтобы достичь центральной линии. Прочерки указали, что им следует повернуть налево. В центре приемник мог слышать оба сигнала, которые сливались в устойчивый тон. равносигнальный.^[174]

Для BABS единственным изменением было переключение передач радиовещания 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 стойке регистрации Mk. IV будет получать либо точки, либо тире, и оператор будет видеть чередующуюся серию меток в центре дисплея, которые появляются, а затем исчезают при переключении антенн BABS. Продолжительность светового сигнала показывала, был ли самолет слева или справа, и превратилась в непрерывное пятно на центральной линии. Этот метод был известен как Подход AI-луча (АИБА).^[175]

Поскольку он базировался на той же базовой комплектации, что и оригинальный Mk. IV AI, BABS также можно использовать с Ребекка оборудование, первоначально разработанное для наземных ретрансляторов для доставки грузов над оккупированной Европой.^[176] Позже Lucero устройство было по сути адаптером для приемника Rebecca, соединяющим его с любым существующим дисплеем; AI, ASV или H2S.^[177]

Смотрите также

• Воздушная война Второй мировой войны
• Европейский театр Второй мировой войны
• История радара
• Турбинлит
• Экспериментальная станция Министерства авиации (AMES)

Примечания

Рекомендации

Цитаты

Библиография

внешняя ссылка

• Полный AI Mk. Руководство оператора IV доступно здесь.
• Детализированная анимация Mk. IV дисплей можно найти на Модель Нормана Грума. IV страница.