ASV Mark III radar - ASV Mark III radar

ASV Mark III

Wellington XII MP512 var et af de første fly, der blev udstyret med ASV Mk. III
Oprindelsesland	Storbritannien
Introduceret	1943 ( 1943 )
Type	Havoverflade søgning
Frekvens	3300 ± 50 MHz ( S-bånd )
PRF	660 sider
Strålebredde	~ 10º vandret, ~ 15º lodret
Pulsbredde	1 µs
RPM	60 omdr./min
Rækkevidde	1,6–160,9 km
Diameter	0,71 m
Azimuth	320º
Præcision	~ 5º
Strøm	40  kW
Andre navne	ARI.5119, ARI.5153
Relaterede	ASV Mark VI

Radar, Air-to-Surface Vessel, Mark III eller ASV Mk. III kort sagt, var et overfladesøgningsradarsystem , der blev brugt af RAF Coastal Command under Anden Verdenskrig . Det var en let modificeret version af H2S-radaren, der blev brugt af RAF Bomber Command , med mindre ændringer i antennen for at gøre den mere nyttig til anti-ubådsrollen. Det var Coastal Command's primære radar fra foråret 1943 til krigens slutning. Flere forbedrede versioner blev introduceret, især ASV Mark VI , som erstattede de fleste Mk. III'er fra 1944 og ASV Mark VII radar , der kun så begrænset brug indtil efterkrigstiden.

Coastal Command's første radar var ASV Mark I , som begyndte eksperimentel brug i 1939. Der blev foretaget mindre forbedringer for Mark II i 1940, men den var først tilgængelig i slutningen af ​​1941. Efter at have indset, at RAF brugte radar til at opdage deres U-både , i sommeren 1942 introducerede tyskerne Metox -radardetektoren for at lytte efter deres signaler. Dette gav ubåden en advarsel om flyets tilgang, længe før ubåden blev synlig på flyets radardisplay. RAF lagde mærke til dette i det tidlige efterår, da besætninger med stigende hyppighed rapporterede, at de ville opdage ubåde, der ville forsvinde, når de nærmede sig.

En ASV, der arbejder i mikrobølgefrekvenser ved hjælp af den nye hulrumsmagnetron, havde været under udvikling i et stykke tid på dette tidspunkt, kendt som ASVS, men var ikke modnet af forskellige årsager. Robert Hanbury Brown foreslog at bruge H2S til ASV, men dette var blevet afvist af Bomber Command, der ønskede alle sætene for sig selv. Brown fortsatte udviklingen med EMI og præsenterede det igen i slutningen af ​​1942, da Metox negerede de tidligere mærker ved ASV. Hindring af bombeflykommandoen førte til flere forsinkelser, og det var først i marts 1943, at de første dusin fly var i drift. Leveringerne var hurtige efter dette tidspunkt, og Mk. II var stort set blevet erstattet ved slutningen af ​​sommeren.

Tyskerne havde ingen måde at opdage signalerne fra Mark III, som fungerede i 10 cm -båndet i forhold til 1,5 m -bølgelængden af ​​Mk. II. Yderligere forvirring blev forårsaget af en fanget RAF -officer, der erklærede, at de bar en enhed, der kunne detektere Metox -radardetektoren. Kombineret med andre anti-ubådsteknologier, der blev introduceret omkring samme tid, skød ubådstab i slutningen af ​​foråret 1943. Da tyskerne indså, hvad briterne havde gjort, blev den tyske U-bådstyrke næsten ødelagt og slaget ved Atlanterhavet var på vej ind i sin sidste fase. Naxos , en mikrobølgedetektor, blev introduceret i oktober 1943, men den var ikke nær så følsom som Metox og havde ringe effekt på hændelser; Mark III fortsatte med at guide størstedelen af ​​Coastal Command's flåde indtil krigens slutning.

Udvikling

Mark II

Avro Anson K8758 , set fra K6260 . Den eksperimentelle radar på K6260 førte til udviklingen af ​​ASV.

Udviklingen af ​​de originale ASV-systemer startede i 1937, efter at teamet testede en eksperimentel luft-til-luft-radar bemærkede ulige afkast, mens de fløj nær kysten af ​​Den Engelske Kanal . De indså til sidst, at det var havnene og kranerne ved Harwich -dokkerne miles syd for dem. Forsendelse dukkede også op, men holdet var ude af stand til at teste dette meget godt, da deres Handley Page Heyford var forbudt at flyve over vand. For at løse dette problem blev yderligere test udført på to Avro Anson patruljefly. Systemet var groft, idet en simpel dipolantenne blev holdt ud af et vindue og svinget i hånden for at finde afkast.

Af flere årsager fungerede radarsystemets 1,5 m bølgelængde bedre over vand end land; især det store område og de flade lodrette sider af skibene lavede fremragende radarmål. Efter lidt yderligere udvikling af egnede antenner var systemet stort set klar til produktion i begyndelsen af ​​1939. Sæt til produktionskvalitet var tilgængelige i slutningen af ​​1939 og trådte i drift i januar 1940 og blev det første flyradarsystem, der blev brugt til kamp; en noget forbedret version, Mark II, fulgte i 1941.

ASV -designs havde et relativt langt minimumsområde, hvilket betyder, at ubådsmålene forsvandt fra displayet, ligesom flyet lukkede for angrebet. Om natten tillod dette ubådene at flygte. Dette problem blev løst af Leigh Light , et søgelys, der tændte ubådene i løbet af de sidste sekunder af indflyvningen. I begyndelsen af ​​1942 var ASV Mark II og Leigh Light blevet installeret på et stort antal fly, lige i tide til vinterens pause. Tyske U-både havde tidligere været sikre om natten og kunne operere fra Biscayabugten på trods af at det var tæt på britiske kyster. I foråret 1942 var Biscay en dødsfælde; fly ville dukke op fra ingenting fra midten af ​​natten, slippe bomber og dybdeladninger og derefter forsvinde igen i løbet af øjeblikke.

Tyskerne besejrede ASV Mark II i slutningen af ​​1942 med introduktionen af Metox radardetektor . Dette forstærkede radarens pulser og spillede dem ind i radiooperatørens hovedtelefoner. Med erfaring kunne operatørerne fortælle, om flyet nærmede sig eller bare flyver forbi. Det gav denne advarsel længe før ekkoerne fra ubåden blev synlige på flyets display, så U-båden kunne dykke og undslippe detektion.

ASVS, original Mark III

Når de anbringes mellem polerne af en kraftig hesteskomagnet , denne enkle kobber blok produceret mange kilowatt af mikrobølge -signaler, revolutionere radar.

Efter den tidlige 1940 -opfindelse af hulrumsmagnetronen , der producerede mikrobølger på omkring 10 cm, begyndte alle de britiske styrker at udvikle radarer ved hjælp af disse enheder. Blandt disse var luftministeriets teams, der havde udviklet AI og ASV, der gjorde opmærksom på AIS, S'et stod for "senitmetrisk". Test i april 1941 med tidlige lash-up-enheder mod HMS  Sealion viste, at de kunne opdage halvt nedsænkede ubåde på flere miles rækkevidde.

I juni 1941 blev der formelt ansøgt til Robert Watson-Watt om at danne en separat gruppe for at udvikle en ASVS. Dette var oprindeligt en version af Mark II med de minimale konverteringer, der var nødvendige for at bruge magnetronen som sender. Dette ville ellers fungere som Mark II, hvor den relative styrke af afkastene på to antenner blev brugt til at bestemme målets grove leje; hvis afkastet på den venstre antenne var lidt stærkere, var målet et sted til venstre for næsen af ​​flyet.

I samme periode udviklede TRE også den nye H2S -radar til Bomber Command. H2S havde en plan-positionsindikator (PPI), som frembragte en kortlignende 360 ​​° todimensionel visning af jorden under flyet. PPI lettede også i høj grad operatørens arbejdsbyrde for de fleste andre radaropgaver, fordi de kunne se området omkring flyet med et blik i stedet for at skulle manuelt scanne frem og tilbage på tværs af interesseområder. ASVS vedtog snart også PPI'en ved hjælp af en 9-tommer (230 mm) katodestrålerør (CRT) og en anden, kun rækkevidde, på en 6-tommer (150 mm) CRT.

H2S var blevet udviklet til de nye firemotorede bombefly, der blev introduceret på det tidspunkt, mens Bomber Command's ældre designs som Wellington blev kastet af til Coastal Command. De nye bombefly havde ligesom Handley Page Halifax en stor ring skåret ud af bombeflyets mave for at montere et kanontårn, og H2S -antennen blev produceret for at passe ind i denne ring. Wellingtons version af tårnets udskæring var meget mindre, så den vigtigste omdannelse var at krympe antennen fra 36 tommer (910 mm) til 28 tommer (710 mm) bred. Med den undtagelse lignede enhederne H2S Mark I.

Philip Dee bemærkede, at den første flyvning på Wellington T2968 først fandt sted i december 1941, og det var først den 13. januar 1942, at han noterede "ASV så [det lille skib] Titlark på 12 miles". Succes førte til kontrakter med Ferranti om produktionselektronik og Metropolitan Vickers (Metrovick) for scanningsantennesystemet, der ville blive kendt som ASV Mark III. Ferranti havde en prototype klar i sommeren 1942, selvom de forudsagde, at de første leverancer ikke ville være klar inden foråret 1943.

Test af ASVS

T2968 fortsatte testene indtil den 24. februar og den 7. marts 1942 blev sendt til RAF Ballykelly i Nordirland for at udføre konkurrencedygtige tests mod andre ASV -udviklinger. Den ene var Mark IIA, som havde en ny sender, der øgede sendeeffekten fra 7 til 100  kW . Dette viste sig at øge detekteringsområdet mod ubåde til overfladen til ca. Dette var cirka det dobbelte af den effektive rækkevidde af den originale Mark II. Dette øgede imidlertid også mængden af ​​rod betydeligt, da tilbagevenden fra bølger på samme måde blev forstørret. En anden enhed brugte en lignende højeffektsender, der opererede på en 50 cm bølgelængde snarere end 1,5 m, men det viste sig at have ingen fordele i forhold til den grundlæggende Mark II.

Derimod viste ASVS -sættet dramatiske forbedringer. Ydeevne mod konvojer var 64 km, da flyet kun fløj i 500 fod, på trods af at radarhorisonten kun var 27 sømil (50 km; 31 mi) i den højde. Andre fly var synlige 16 kilometer og ubåde dukkede op 19 kilometer. ASVS blev straks valgt som det nye driftskrav, idet 50 cm -sættet også blev bestilt som backup. Da det blev klart, magnetronen skulle fungere, blev 50 cm -systemet annulleret.

H2S, nyt Mark III

Mark III's lille antenne tillod den at blive monteret i en meget mindre kåbe end H2S. Her ses det under næsen af ​​en Wellington fra nr. 458 eskadrille RAAF .

Robert Hanbury Brown var overbevist om, at H2S-radaren, der blev udviklet til RAF Bomber Command, kunne tilpasses til anti-forsendelsesarbejde, ganske enkelt ved at ændre antennen til en, der er egnet til et fly, der flyver på 610 m (2.000 fod) i stedet for 20.000 fod (6.100 m) . Han fortsatte arbejdet med dette projekt med de primære udviklere af H2S, EMI .

I slutningen af ​​1942 var Metox blevet introduceret, og Ferranti rapporterede, at Mark III ikke ville være tilgængelig i antal i nogen tid. Browns H2S-baserede tilpasning var stort set fuldført, og det ville være muligt at få et lille antal håndbyggede enheder installeret i slutningen af ​​1942. Dette system, der arbejder ved 10 cm, ville være usynligt for Metox. TRE -teamet med ansvar for ASVS var ikke under kontrol af Dee, og han var glad for at påpege deres problemer. Den 25. september 1942 på et møde på DCD påpegede han, at AI- og ASV -holdene udviklede separate systemer, der set fra et signalperspektiv var næsten identiske. Den eneste store forskel var, at ASV havde større skærme. Dee foreslog at opgive Ferranti-systemet og bruge det H2S-baserede system.

Mødet fandt sted under en hidsig debat om brugen af ​​magnetronen; hvis et fly med H2S blev skudt ned, ville det falde i tyske hænder og hurtigt blive omvendt konstrueret . Frederick Lindemann var især stærk imod brugen af ​​magnetronen i H2S og forlangte, at de brugte en klystron i stedet. Klystronen var allerede kendt af tyskerne og så skrøbelig, at det usandsynligt ville overleve et styrt. En sådan bekymring eksisterede ikke for ASV, hvor magnetronen ville falde i vandet, hvis den blev skudt ned. Dette gjorde ASV til et meget sikrere valg til implementering af de meget få tilgængelige magnetronenheder. Chefen for Bomber Command, Arthur "Bomber" Harris , gjorde indsigelse og hævdede, at hans bombefly ville gøre meget mere skade på den tyske U-bådflåde ved at bombe deres kuglepenge i Frankrig, end Coastal Command ville ved at jagte dem ned til søs. Mødet sluttede med, at Coastal Command blev tildelt prioritet til de magnetronbaserede enheder. Den 30. september blev Ferranti beordret til at stoppe arbejdet med deres design til fordel for det H2S-baserede system, også kendt som Mark III.

Tvisterne med Bomber Command blev forstærket af problemer inden for Coastal Command på grund af den forstyrrelse, at det oprindelige Mark III -projekt var blevet aflyst af luftministeriet uden at konsultere Coastal Command. At det H2S-baserede system kunne være tilgængeligt med det samme, syntes ikke at imponere på kommandoens højere niveauer. For at øge forvirringen besøgte chefen for kystkommandoen, Philip Joubert de la Ferté , radarudviklingsteamene på TRE og fortalte dem, at han ikke troede på ASV, hvilket førte til krav om at se det i aktion. Mere forvirring fulgte, da TRE-holdene foreslog at montere den nye radar på firemotorede flystel. Disse ville give rigelig plads til installationerne og fremragende rækkevidde over Nordatlanten. Den 8. december 1942 blev der indkaldt til et møde om emnet, men Joubert nægtede at gå i forbøn til fordel for TRE, og de blev bedt om at fortsætte med den to-motorede Wellington.

I brug

Indledende flyvninger

På Wellington blev den ubrugte ventrale tårnring brugt til at montere en udtrækkelig version af Leigh Light, der sænkede træk under krydstogt.

Anvendelsen af ​​Wellington med ASV Mark III faldt sammen med flytningen af ​​Leigh Light fra flyets vinge til et udtrækkeligt "skraldespand" arrangement, der strakte sig ned gennem den tidligere mavepistol tårnring. Dette betød, at radarscanneren ikke kunne placeres på dette sted, som det var på H2S -fly. Radomen blev i stedet flyttet til næsen. Dette blokerede scanningen bagud, cirka 40 grader på hver side af flykroppen, og betød, at næsepistoler måtte fjernes; næseskytten affyrede typisk U-bådene for at undertrykke deres luftværnsskytter og at miste denne kapacitet var upopulær.

Ved udgangen af ​​året var der et lille antal enheder til rådighed, og i december 1942 blev to sendt til nr. 30 vedligeholdelsesenhed for montering på Wellington VIII, som begyndte at teste på Coastal Command Development Unit i januar. Der var lille forskel mellem H2S og ASV bortset fra navnet. Begge inkluderede to CRT -skærme, et 6 "rør til hovedscannerdisplayet og et mindre 3" "højdeomfang" under det. Sidstnævnte blev brugt til at måle højde og til brug med Eureka radiofyr og i ASV, det blev også brugt som et timingssystem til belysning af Leigh Light.

Kystkommandoens prioritet var kortvarig, og den 8. januar 1943 vendte prioriteten tilbage til bombeflykommandoen. Det blev klart, at der ikke var montører nok til at holde enhederne i gang, og ud over lokale rekrutter sendte en klasse fra den nyligt dannede RAF Station Clinton i Ontario, Canada yderligere 110 teknikere. Teknikerne havde først et kort ophold i USA for at træne på den lignende USA-designede DMS-1000 .

Den første operationelle patrulje ved hjælp af et af de to fly blev udført natten til 1/2 marts 1943. Flyet vendte tilbage fra Biscay uden at have opdaget ubåde. Under patruljen blev flyet angrebet af tyske natkæmpere, og radaroperatøren kunne give piloten instruktioner om at unddrage dem. Lignende patruljer vendte også tomhændet tilbage til natten den 17. marts, da H538 opdagede en ubåd 14 kilometer, men deres Leigh Light mislykkedes, og de kunne ikke trykke på angrebet. Næste nat opdagede det samme fly en ubåd på 11 km og dybden ladede den. Forsyningerne til magnetronen begyndte at blive bedre i starten af ​​marts 1943, og den 12. marts blev det besluttet at dele leverancerne ligeligt mellem de to kommandoer. En alvorlig begrænsning af reservedele blev derefter et problem, men blev til sidst løst ved at sende flere reservedele til Bomber Command for at kompensere for deres højere tab.

I service

Nok enheder ankom i slutningen af ​​marts til nr. 172 eskadrille RAF ved RAF Chivenor til at konvertere deres Wellington XII'er til Mark III. Eskadronen pressede hurtigt på angreb hver uge, og i april skød antallet af observationer i bugten op. Beregninger viste, at flyet i det mindste så hver ubåd i drift på det tidspunkt. Omkring tidspunktet for introduktionen af ​​Mark III ankom de første lignende amerikanske radarenheder, bygget ved hjælp af magnetron-teknologi, der blev introduceret for dem under Tizard-missionen i slutningen af ​​1940. Disse DMS-1000'er blev monteret på den konsoliderede B-24 Liberator , en af de meget få fly med tilstrækkelig rækkevidde til at sætte det i stand til at flyve patruljer over det mellematlantiske hul og derved give fly mulighed for at dække konvojer hele vejen fra Halifax til havne i Storbritannien. En B-24 med DMS-1000 blev sendt til Storbritannien i januar 1942 og anvendt operationelt af nr. 224 eskadrille RAF , hvor systemet blev omtalt som ASV Mark IV.

Af ukendte årsager besluttede US Army Air Corps at annullere udviklingen af ​​DMS-1000 til fordel for Western Electric SCR-517, selvom det viste sig at være langt mindre følsomt. RAF lært af en anden enhed er beregnet til montering i US Coast Guard luftskibe , den Philco ASG, der var sammenlignelig med de oprindelige DMS-1000. De bad om, at ASG'en i stedet blev brugt på deres Liberator-ordre og henviste til det som ASV Mark V. I marts ankom en forsendelse af Liberators med en blanding af DMS-1000, SCR-517 og ASG og blev taget i brug i juni. Disse fly manglede Leigh Light og var generelt ude af stand til at presse angrebet, men de var uvurderlige for at forstyrre U-bådees tilgang og kalde skibe til at angribe dem.

Tidevandet vender

Mk. III-udstyret Sunderland W4030 af nr. 10 eskadrille RAAF angriber U-243 i Biscayabugten i sommeren 1944.

I maj blev U-bådene udsat for angreb fra det tidspunkt, de kom ind i Biscayabugten, til de vendte tilbage. Selvom de slap ud i Atlanterhavet, blev både angrebet hundredvis af miles fra konvojerne, mens de forsøgte at samle sig i ulvepakker . Dette blev kombineret med ankomsten af ​​nye fregatter, der monterede mikrobølgeradarer og huff-duff- modtagere, hvilket yderligere hindrede U-bådoperationer; angrebskonvojer viste sig næsten umuligt.

Karl Dönitz var overbevist om, at dette skyldtes et nyt detektionssystem, men forblev forbløffet over dets natur. I en rapport fra midten af ​​maj 1943 til Hitler udtalte han:

Vi står i øjeblikket over for den største krise i ubådskrig, da fjenden ved hjælp af lokaliseringsudstyr gør kampen umulig og forårsager store tab.

Forsøg på at løse de stadige angreb i Biscayabugten, Dönitz beordrede ubådene til at forlade havnen i løbet af dagen, når de kunne forsøge at nedskyde fly og dag fighter dækning kunne fremskaffes. Kystkommandoen reagerede ved at danne "Strike Wings" ved hjælp af højhastighedsfly som Bristol Beaufighter, der rejste i små pakker og lavede slag-og-løb angreb, overvældende U-både 'forsvar, mens det også viste sig at være svært for de tyske krigere at angribe da de lavede et løb og derefter forsvandt med høj hastighed. Mens U-bådene formåede at skyde flere fly ned, fortsatte tabene af både til at klatre.

I juni blev U-både set forlade havnen i flotiller på fem eller flere, hvilket gav en højere tæthed af luftfartsbrand til det punkt, hvor det var farligt at nærme sig dem, samtidig med at chancen for detektion pr. Båd reduceres. RAF reagerede ved at få flyet til at skille sig ud fra U-både og indkalde destroyere , som let kunne sænke dem. Hvis U-bådene forsøgte at dykke, ville flyet hoppe. For de både, der formåede at undgå angreb i bugten, viste operationer mod konvojerne sig næsten umulige. Hvert forsøg på at danne sig blev afbrudt længe før konvojerne nærmede sig, nogle gange hundredvis af kilometer væk, da jæger-dræbergrupper opsporede dem. Forsendelsestab til U-både faldt; i juni gik mindre skibsfart tabt end nogensinde siden 1941. Ved udgangen af ​​måneden var 30 procent af U-bådstyrken til søs gået tabt, en katastrofe. Dönitz blev tvunget til at tilbagekalde flåden fra Nordatlanten og sende dem til sekundære teatre, mens der blev udviklet en slags løsning.

Britisk løgn, tysk forvirring

I slutningen af ​​februar 1943 blev den tyske ubåd U-333 angrebet af en Mk. III-udstyret Wellington. Skytterne var allerede i høj alarmberedskab og formåede at skyde flyet ned, men da det faldt, lykkedes det at tabe ladninger omkring båden. Ubåden overlevede og rapporterede, at Metox ikke gav nogen advarsel om tilgangen, og Leigh Light ikke blev brugt. Flyet dukkede simpelthen ud af uklarheden og faldt en række dybdeladninger. Den 7. marts blev U-156 angrebet på lignende måde og radioiseret ved, at de troede, at en ny radar blev brugt.

På trods af denne tidlige advarsel om et nyt system blev den tyske indsats hæmmet af en af ​​krigens mest effektive misinformationer. En kystkommando kaptajn, der var blevet taget til fange efter et styrt, fortalte en plausibel historie, tilsyneladende udelukkende af sin egen skabelse, der kastede tyskerne af duften i flere måneder. Han oplyste, at de ikke længere brugte Mk. II til den første registrering, og brugte i stedet en ny modtager, der lyttede til den lille lækage af mellemfrekvensen, der blev brugt i Metox's tuner. Han hævdede, at den kunne opdage Metox ved en rækkevidde på op til 140 km. Radaren blev nu kun tændt i de sidste minutter af indflyvningen for at kontrollere rækkevidden og hjælpe Leigh Light -operationen.

Først var tyskerne skeptiske over for denne påstand, men en række eksperimenter viste snart, at dette virkelig var muligt. Dette blev direkte rædsel, da udstyret blev installeret i et fly og demonstrerede dets evne til at opdage en Metox i en afstand på 110 km, mens de flyver i 1.800 m højde. De ekstra 32 kilometer, som piloten hævdede, blev tilskrevet Storbritanniens overlegenhed inden for elektronik.

Fra det tidspunkt blev de falske oplysninger "behandlet som evangelium", på trods af meget bevis for det modsatte. Dette omfattede rapporter fra både, der blev angrebet, mens deres Metox var slukket, og en rapport fra en initiativrig radiooperatør i U-382, der havde eksperimenteret med et visuelt display med Metox og opdaget signaler, der var langt uden for det normale område. På trods af disse rapporter blev der den 15. august 1943 sendt en radiomeddelelse til hele flåden, der fortalte dem at slukke deres Metox.

Det mest overraskende aspekt ved denne forvirring var, at tyskerne var klar over magnetronen, og at den blev brugt til nye højfrekvente radarer. Et intakt eksempel var faldet i tyske hænder under dets anden operationelle brug, da en Short Stirling med H2S blev skudt ned over Rotterdam natten til 2/3 februar 1943. Af ukendte årsager er muligheden for, at dette system kan bruges til anti-ubådsarbejde enten nåede aldrig flåden eller blev afskediget som umulig af søværnets ingeniører.

Tyske modforanstaltninger

Troede på problemet var lækage fra Metox, både, der vendte tilbage til havnen, var velegnede til Wanze-radardetektoren til at detektere signaler i området 120 til 150 cm, men havde også den bivirkning, at der var lavere signallækage, større følsomhed og rækkevidde. På trods af Wanze fortsatte U-bådssænkninger, og den 5. november 1943 var brugen af Wanze også forbudt, da de mente, at det også kunne spores. En ny version, Wanze G 2, reducerede signallækage endnu mere, men tabte rækkevidde og gav ingen yderligere forbedringer. Borkum blev introduceret i sommeren 1943. Følsomt mellem 75 og 300 cm Borkum var stadig uden for det område, hvor det kunne detektere Mk. III. Borkum var meget mindre følsom end Wanze, men reducerede yderligere lækage til det punkt, at kommandoen følte, at den var sikker at bruge under alle omstændigheder. Sænkningerne fortsatte.

Først i september 1943 overvejede den tyske flåde muligheden for 10 cm signaler. På det tidspunkt introducerede Luftwaffe Naxos radar detektor for at give deres natkæmpere mulighed for at spore H2S radarer. Modtageren blev tilpasset til en ny antenne og introduceret den måned. Naxos tilbød meget kortdistancedetektion i størrelsesordenen 8 kilometer, så selvom den opdagede Mk. III det tilbød meget lidt tid til at dykke i sikkerhed. Endvidere var Naxos -antennen en skrøbelig enhed og skulle fjernes for at dykke; chefen for U-625 druknede, mens han kæmpede for at fjerne antennen.

Flere forbedringer af Naxos blev introduceret i løbet af 1944, især den nye Flieg -antenne, der ikke behøvede at blive fjernet for at dykke. Fliege tilbød ikke kun modtagelse, men også rimelig direktivitet, hvilket tillod det at give det første mål for luftværnskanoner. En yderligere forbedret antenne, Mücke , tilføjede antenner til at detektere 3 cm -signaler, når en H2S -enhed, der arbejder på frekvensen, var blevet genoprettet fra et RAF -bombefly. Coastal Command flyttede aldrig til denne frekvens i nogen større skala. Yderligere bestræbelser på at forstå de britiske radarer førte til missioner med stærkt instrumenterede ubåde, U-406 og U-473 , som begge blev sænket. Naxos var aldrig en overbevisende løsning på problemet Mark III.

Forbedrede versioner

IIIA

Kort efter at de første III'er ankom, blev der tilføjet en mindre forbedring, der producerede Mark IIIA eller ARI.5153. Selvom der var en række mindre forskelle i udstyret, var den største forskel tilføjelsen af Lucero -systemet . Lucero var en transceiver indstillet til 1,5 m bånds radiofyr og transpondere, der blev brugt til navigation og IFF Mark III . Luceros 500 W -sender udsendte periodisk signaler nær 176  MHz eller kunne skiftes til Blind Approach Beacon System (BABS) ved 173,5 MHz. Når disse signaler blev modtaget af jordbaserede transpondere, svarede transponderen med en kort egen puls, typisk med meget større effekt. Denne puls blev optaget af Lucero -modtageren, forstærket og sendt til ASV- eller H2S -højdeomfanget. To antenner blev brugt, og en motoriseret switch vekslede modtageren mellem dem hver 4. eller 5. signal for at producere lapskift . Omskifteren tændte også en signalomformer på højdeomfanget, så signaler fra venstre antenne forårsagede afbøjning til venstre i stedet for den normale højre side. Resultatet blev to "blips" på højdeomfanget; ved at sammenligne deres amplitude kunne radaroperatøren bestemme retningen af ​​fyret i forhold til næsen på flyet.

Lucero blev brugt til at levere meget langdistance navigation tilbage til hjemmeflyvepladser. Mens han vendte tilbage fra en mission, ville radaroperatøren tænde for Lucero -enheden og kunne hente svarene fra flyvepladserne, mens den stadig var så meget som en halv time væk. Efterhånden som antallet af fyrtårne ​​voksede, opstod der et betydeligt problem med spektrumoverfyldning. Dette førte til bevægelsen af ​​Rebecca/Eureka -systemet til 214 til 234 MHz -båndet, hvilket igen førte til nye versioner af Lucero, der kunne bruges med dette system.

IIIB

Ved udgangen af ​​1943 var der foretaget væsentlige forbedringer af H2S, især mere effektive antennedesign, brugen af bølgeledere i stedet for koaksialkabler , rullestabilisering, "nord-op" display og højdekorrigerede displays, der viste jordafstand i stedet for skrå rækkevidde . Disse var af mindre interesse for ASV, især de ændringer i jorden, som ikke var nødvendige; på grund af de lave højder, der blev fløjet af disse fly, var den skrå rækkevidde ikke for anderledes end jordafstanden. Da Coastal Command ikke behøvede H2S -forbedringerne, blev det første brugerdefinerede ASV -system, Mark IIIB, introduceret. Operatøren kunne udvide "nul -ringen", når flyet nærmede sig målet, idet målet holdes nær skærmens yderkant i stedet for, at det naturligt nærmer sig midten af ​​displayet. Blipet var større på displayet, hvilket forbedrede vinkelopløsningen fra ~ 6 ° til omkring 1,7 ° inden for de sidste 300 fod (300 m) af tilgangen. Andre ændringer var mindre; før indførelsen af ​​højdeområdet justeringer på den nyere H2S, blev denne justering udført med en simpel mekanisk lommeregner kaldet "højde tromle". Da dette ikke var nødvendigt for ASV, blev de rækkevidder, der blev brugt til denne beregning, fjernet fra tromlen og erstattet af en linje med faste trin, der angiver 1,6 km (1,6 km) rækkevidde, der kunne bruges med BABS uden at skulle kigge over på tromlen at estimere rækkevidden til flyvepladsen. "Strobe", et lille blip skabt af tromlesystemet for rækkevidde, der blev vist på højdeomfanget, var ikke længere justerbart og i stedet fastsat til en mils rækkevidde, bruges til at bruge tiden til Leigh Light.

IIIC

De velafstemte radomer i Mark IIIC producerede mindre træk end de store antennesæt i Mark II.

I 1943 var Short Sunderland flyvende båd en stor del af Coastal Command flåden. Disse havde brugt ASV Mark II, hvis antenner var monteret under vingerne eller på hver side af flykroppen. Mark III præsenterede et problem, da næse- og maveplaceringerne, der gav det krævede allround-udsyn, ikke kunne bruges på grund af flyets bådskrog. Dette førte til en modificeret version kendt som Mark IIIC. IIIC brugte to scannere, en under den ydre sektion af hver vinge. Deres rotation blev synkroniseret til et drev, og radiosignalet skiftede mellem dem under rotationen. For at opretholde dækningen i det vigtige dead-ahead-område skiftede signalet ikke til baborscanneren (venstre) før 15 ° forbi dead-ahead, så styrbordsiden (højre) scanner dækkede 195 °, ikke 180. signal blev leveret af en magnetron, ledet til scannerne via en bølgeleder, der løb gennem forkanten af ​​Sunderlands massive fløj. I tests udført i april 1944 demonstrerede IIIC en stærkt forbedret ydeevne i forhold til Mk. III'er i Wellington og Halifax, så meget som det dobbelte, selvom årsagerne aldrig var fuldt ud fastlagt.

Søretur diskriminator

Store bølger har lodrette sider, der reflekterer radar effektivt, og det forårsager falske afkast på displayet. I havområder kan dette fylde displayet med støj, hvilket gør systemet ubrugeligt. Dette førte til eksperimenter med en "søretur diskriminator" for at hjælpe med at filtrere disse ud. Diskriminatoren var et højpasfilter, der dæmpede eventuelle lavfrekvente komponenter i signalet, da det forlod forstærkerne. Dette forårsagede en -3  dB reduktion i signal under ca. 40 kHz. I forsøg i marts 1944 blev det rapporteret, at systemet eliminerede bølgerode i mellemstore havstater og reducerede det kraftigt i høje stater. Selvom det også reducerede signalet, der returneres fra mål, kunne en god operatør justere sættet, så det ikke blev påvirket negativt for sporing.

Udskiftning

Da Metox først blev introduceret, reagerede TRE med ASV Mark IIA, en mere kraftfuld version af den originale Mk. II og inkluderet en dæmper kendt som "Vixen". Radaroperatøren ville dæmpe signalerne, da de nærmede sig ubåden og skjulte, at flyet var i nærheden. Den anden idé var at flytte til en ny frekvens, som blev til Mk. III. Ved testning i januar 1942 var Mark III overlegen og Mk. IIA blev droppet.

Da Mark III blev introduceret, følte dets udviklere på TRE, at tyskerne hurtigt ville forlænge Metox 'frekvensrespons for at se de nye signaler, og cyklussen ville gentage sig. For at foregribe tyskerne begyndte flere udviklinger hurtigt at introducere nye modeller, så snart det blev tydeligt, at dette skete. Som med Mark II overvejede de to mulige løsninger, en mere kraftfuld version af Mark III med en dæmper og overgangen til en ny frekvens. Disse opstod som Mark VI og Mark VII.

Det var først i oktober 1943, at RAF -mandskaber begyndte at lægge mærke til tilbagevenden af ​​problemet "forsvinder kontakter", som skyldtes introduktionen af ​​Naxos. I betragtning af denne uventede forsinkelse i at imødegå Mark III, var begge modeller langt fremme, men først i februar 1944 blev Mark VI først installeret på Wellingtons. Selv da var Naxos aldrig så effektiv som Metox og på trods af et par tilfælde af Naxos-støttede U-båd-flugt, var disse undtagelsen, og Mark III forblev det mest anvendte system indtil krigens slutning.

Mark VI

To typer dæmpere blev introduceret til Mark VI -indsatsen. Type 53 bestod af to trådringe hver1/4bølgelængder lange på hver side af bølgelederen mellem magnetronen og antennen. Da ringene blev roteret parallelt med bølgelederen, så de ikke signalet og gjorde intet ved udbredelsen. Da de blev drejet vinkelret på bølgelederen, begyndte de at give genlyd og afgav et signal, der på grund af Lenz's lov modsatte sig det originale signal og dempede det. Disse sløjfer svækkede også det modtagne signal, og det var årsagen til overgangen til 200 kW CV192 magnetron, sammenlignet med den originale 40 kW version. En forbedret dæmper, type 58, tilføjede et Sutton -rør til sløjferne, så de kunne slås helt ud af kredsløbet i løbet af modtagerperioden, så det fulde signal kunne nå modtageren. Med den ekstra magnetron ekstra kraft havde enheder med Type 58 betydeligt forbedret rækkevidde.

En yderligere forbedring var tilføjelsen af ​​et låsesystem. Det blev konstateret, at operatørerne havde svært ved at læse de forlængede blips på displayet og vende det til en nøjagtig vinkel for at styre skibet. Mark VIA tilføjede et lapskiftesystem med to tæt adskilte antenner, der kunne måle den lille forskel i signalstyrke mellem de to og bruge det til direkte at guide motorerne, der drejer antennen. Når det først var tændt, fulgte systemet automatisk målet med en nøjagtighed, der var langt bedre end de menneskelige operatører. Den lock-follow systemet vist sig besværligt, og det var ikke tilgængelige, før de U-båd baser i Biscay var blevet opgivet efter D-dag .

Mark VII

Den anden løsning til den potentielle mikrobølge Metox -detektor var at flytte til en ny frekvens. Dette blev muligt i 1943, da de første magnetroner, der opererede i 3 cm X-båndet blev tilgængelige. Disse blev allerede testet for X -bånd H2S . At flytte til 3 cm bånd tilbød en anden enorm fordel - den optiske opløsning af et radarsystem varierer med antenneåbningen og omvendt med bølgelængden. I tilfælde af ASV frembragte den 28 tommer (710 mm) antenne en stråle, der var omkring 10 ° bred, selvom den var mest følsom i nærheden af ​​midten. Signalet fra en ubåd blev returneret, når det var overalt i midtersektionen, måske 5 ° på hver side og viste sig på displayet, ikke som et særskilt sted, men en 10 ° bred eller større bue. Operatøren vidste, at ubåden var nær midten af ​​buen, men andre store objekter i samme område ville også producere lignende buer, og disse kan overlappe målets. På lang afstand kan disse være miles på hver side og i mellemstore til høje havstater ville store bølger nær ubåden skjule dens tilbagevenden. Bevægelse til 3 cm forbedrede bjælkebredden til ca. 3 ° og gjorde buerne meget kortere. Kun bølger meget tættere kunne skjule ubåden og i høj grad øge havets tilstand, hvor radaren forblev effektiv. Fordelene ved X-band var indlysende, men Bomber Command planlagde at bruge de samme magnetroner. Det virkede sandsynligt, at Coastal Command igen ville miste argumentet om udbuddet til britiske byggede enheder. Mk. VII blev ikke beordret til produktion til fordel for lignende X-band-enheder, der snart ville være tilgængelige fra USA. Det lille antal enheder, der blev produceret under udviklingen, blev i stedet brugt til luft-sø-redningsfly , hvor deres højere opløsning tillod dem at opdage små redningsbåde.

Beskrivelse

ASV Mark III vs. H2S Mark II

Den originale Mark III var identisk med H2S Mark II, bortset fra antennesystemet. H2S brugte en 36 tommer (910 mm) reflektor designet til at sprede signalet ud i en stor lodret vinkel for at belyse området under bombeflyet såvel som foran det. Systemet til ASV ændrede designet og reducerede dets bredde til 28 tommer for at passe under næsen af ​​Wellington og omformede det til at sende mindre energi nedad, da flyet ville flyve i lav højde og området under bombeflyet var relativt lille og behøvede ikke at være dækket. En anden ændring var at udskifte H2S's koaksialkabelstrømforsyning med et kabel, der løb til scannerenheden, og derefter skiftede til bølgeleder og feedhorn på antennen. Denne ændring blev senere anvendt på H2S Mark IIA. IIIC-installationer på Sunderland havde separate og ikke-udskiftelige antenner, type 12 og 53. De blev fodret via en bølgeleder, der løb gennem vingen, forbundet til en magnetron i flykroppen. Dette blev kombineret med Switch Unit 205, som sendte magnetronudgangen skiftevis til de to scannere, mens de roterede. Type 205 bestod af en muting -enhed svarende til Vixen -systemet, som skiftevis dempede den ene udgang og derefter den anden, da sløjferne blev roteret.

Fysisk layout

ASV/H2S -systemet bestod af fire hovedkomponenter blandt elleve pakker. I hjertet af systemet var Waveform Generator Type 26, som også mere generelt blev kendt som modulatoren. Dette fungerede som et master -ur for systemet, der udløste magnetronens output, skiftede systemet fra transmitter til modtagelse, startede sporet på CRT -displayet og andre opgaver. Modulatoren blev forbundet direkte til flere af hovedkomponenterne og endda via en forbindelsesboks. Radarsignalet blev genereret af 40 kW top CV64 magnetronen, der var en del af sender/modtagerenheden, TR.3159 eller TR.3191 afhængigt af versionen. Dette gav et signal til antennen samt en CV67 klystron. Magnetroner producerer lidt forskellige output med hver puls, hvilket gør det svært at bygge en modtager, der kan matche dette varierende signal. CV67 tog noget af udgangspulsen og begyndte at genlyde ved denne frekvens og gav et konstant referencesignal til modtageren.

Senderen/modtageren var også ansvarlig for den første del af modtagersystemet. Et CV43 Sutton -rør skiftede antennen fra senderen til modtagersiden af ​​systemet, efter at impulserne blev sendt. Derfra blev den moduleret af en CV101-diode, et af de tidligste eksempler på solid state-elektronik i militær kvalitet og et centralt element i mikrobølge radarer. Efter dioden var signalet blevet reduceret i frekvens fra ~ 3.300 MHz til en 13,5 MHz mellemfrekvens, der derefter blev ført tilbage gennem flyet i et koaksialkabel til modtageren/forstærkeren. Modtageren, T.3515 eller T.3516, tog mellemfrekvensen 13,5 MHz og forstærkede den til brugbare niveauer. Outputtet blev sendt til indikatorenheden Type 162, som indeholdt de to CRT'er. Hvis den var udstyret, var Lucero -modtageren, TR.3190, forbundet til højdevisningen, der sad (elektrisk) mellem modtageren og displayet. Hvilket af disse kredsløb var i brug sammen med mange andre kontroller, der var placeret på switch -enheden. Dette krævede også brug af kontrolenheden 411, som timede og drev scanningssystemet.

Skærme og fortolkning

Hoveddisplayet på Mark III var en 6 tommer (150 mm) CRT. Da bølgeformgeneratoren affyrede, udløste den en tidsbaseret generator, der trak elektronstrålen udad fra midten af ​​displayet til yderkanten på samme tid som det maksimale afkast fra radaren ved den aktuelle indstilling. Når systemet var indstillet til sit typiske område på 48 km, ville radarsignalerne tage 30 miles / 186.282 miles i sekundet = 0,00016 sekunder at rejse 30 miles og det samme for at rejse tilbage. Ved denne indstilling trak tidsbasen strålen hen over ansigtet på 0,00032 sekunder eller 320 mikrosekunder. Systemet kunne indstilles til at scanne på 10, 30 eller 50 miles og havde en separat tilstand til langdistancelucero-brug, der viste signaler inden for 50 til 100 miles (80 til 161 km) rækkevidde. Et andet system roterede CRT's afbøjningsok , synkroniseret med scanneren ved hjælp af en magslip . Dette betød, at den linje, der blev trukket af tidsbasen, roterede rundt på skærmen. Når et mål returnerede et signal, ville det lyse strålen op. Ved at justere displayets lysstyrke kunne operatøren oprette det, så målene fremgik som lyse pletter, mens resten af ​​signalet blev dæmpet, så det var usynligt. Operatøren måtte hele tiden justere systemet, så det ikke mutede for meget og også gjorde det reelle afkast usynligt.

Fordi antennen havde omkring en 10 ° strålebredde, fremkom målet ikke som et enkelt sted på displayet, men en udvidet bue. Dette var i teorien over 10 ° bredt, da returen kunne ses, når antennen var på hver side af den, men i praksis havde buen en tendens til at være måske det halve, da signalstyrken på strålekanterne var lavere . Dette påvirkede ikke systemets nøjagtighed under den indledende tilgang, da U-båden var et sted nær midten af ​​buen, og når den var nær ydersiden af ​​displayet, kan den være et par centimeter bred. Da flyet nærmede sig målet, flyttede afkastet imidlertid mod midten af ​​displayet, hvor det blev gradvist mindre, og det blev anslået, at den gennemsnitlige nøjagtighed i retning på tæt hold kun var 6 °. I senere versioner kunne dette afhjælpes ved at justere enheden til at skubbe retur i nærheden ud til kanterne på skærmen ved hjælp af en kontrol, der oprindeligt var beregnet til at gøre det omvendte i H2S -indstillinger.

Displayet havde også betjeningselementer på switchboksen for at vise en "strobe" med en fast forsinkelse. Dette fik et sted til at dukke op en bestemt tid efter, at sporet begyndte, og da displayet roterede, skabte dette en cirkel på displayet. Dette blev brugt af operatøren til at foretage nøjagtige målinger af området til et valgt mål, som blev vist på switchboksen ved at dreje Range Tromlen. Ligesom H2S havde ASV -skærmene også mulighed for at vise en solid linje, der strækker sig fra midten til kanten, der repræsenterede flyets vej. Ved brug af H2S blev denne funktion brugt, fordi et andet system roterede hele displayet, så nord altid var oppe, som et kort. Coastal Command -fly manglede dette system, sandsynligvis på grund af mangel på fjernlæsningskompasser, der fodrede disse oplysninger til displayet. Denne retning-indikationslinje blev typisk ikke brugt i ASV, og den tilhørende kontrolenhed type 218 blev ikke transporteret. Der var en sekundær 2,5 tommer (64 mm) CRT kendt som højderøret. Dette manglede systemet til at rotere skærmen med antennen og tegnede altid en linje lodret op ad displayet. Modtagersignaler fik ikke strålen til at lyse op, men afbøjede i stedet til højre og forårsagede et blip. En strobe som den på PPI'en kunne flyttes langs denne skærm.

Som navnet antyder, var hovedformålet med højderøret at måle højde. Operatøren ville flytte stroben til det første store blip, som var forårsaget af signaler, der reflekterede fra jorden og blev opsamlet i antennens sidelobes . Dette var ikke så nyttigt i ASV-rollen, hvor flyvningerne i lav højde gjorde det let at måle højde visuelt. I ASV blev højderøret primært brugt sammen med Lucero til sporing af fyrtårn. Den separate switchenhed type 207 indeholdt de fleste af betjeningselementerne til valg af område og tilstand. Det inkluderede også Range Drum, en simpel mekanisk lommeregner. Dette var placeringen af ​​de mekaniske displays for rækkevidde og højde strober, området blev angivet ved at dreje tromlen og højden som en pilformet markør, der bevæger sig op og ned i venstre side af displayet. En radar måler det skrå område til et mål, ikke dets afstand målt over jorden. Ved at læse en række linjer på højttromlen, hvor en af ​​linjerne skærede spidsen af ​​højdepilen, kunne operatøren aflæse jordafstanden til målet. Denne funktion var ikke til stor nytte i ASV -rollen, hvor flyvning i lav højde betød, at skråområdet lignede terrænområdet og senere blev ændret til primært at blive brugt med BABS -systemet.

Lucero

Imperial War Museum Duxford's Sunderland V har lysegule Lucero-modtagerantenner på hver side af næsen.

Da switchboksen valgte Lucero, blev højdevisningen slukket for hovedsignalet og forbundet til Lucero -antennerne. Der var to modtagerantenner, en på hver side af flyet. En motoriseret switch blev hurtigt valgt mellem de to antenner. En af de to blev også sendt via en elektrisk inverter. Når det blev forstærket og sendt til displayet, fik dette to blips til at dukke op, et på hver side af den lodrette baseline. Det længere blip var tættere på linje med transponderen på jorden, så ved at dreje mod det længere blip kunne man navigere flyet mod det.

Ydeevne

Udførelsen af ​​Coastal Command -operationer var et betydeligt område af operationel forskning under hele krigen, og Mark III blev gentagne gange testet både i sin egen ydeevne såvel som relative foranstaltninger mod andre radarsystemer. I sin første bemærkelsesværdige testserie blev en prototype Mark III testfløjet mod den høje effekt Mk. IIA og et eksperimentelt system, der arbejder ved 50 cm. Mk. IIA demonstrerede pålidelig detektion en ubåd med fuld overflade ved 23 km ved 1500 ft, 18 km ved 1.000 ft og 11 km ved 500 ft. Mod en ubåd trimmet ned, så dækket var tættere på vandlinjen, rækkevidden var 7 miles på 1.500 fod, 6 miles på 1.000 fod og 4 miles (6.4 km) ved 500 fod. Minimumsområder varierede fra tre miles til en mile.

Prototypen Mark III, omtalt som 10 cm ASV i rapporten, gav meget bedre resultater. Store konvojer kunne detekteres i områder på op til 64 km, mens de fløj i 500 fodhøjde, hvilket betød, at skibene var langt under radarhorisonten, og flyet var usynligt for dem. Andre fly kunne ses pålideligt i en rækkevidde på 16 km, og operatøren kunne foretage et skøn over deres kørselsretning. Pålidelige maksimalområder mod en ubåd med fuld overflade var 12 miles på 500 fod og 10 miles ved 250 fod. Det var disse test, der overbeviste Coastal Command om at vælge Mark III som deres primære system.

I november 1944 blev der foretaget lignende sammenligninger mellem Mark III og Mark VI og derefter sammenlignet med tidligere test af Mark VII fra august. Brug af Grassholm Island ud for Wales kyst som mål, Mk. III gav en gennemsnitlig registreringsafstand på 37,8 km, mens Mk. VI's kraftigere signaler forbedrede dette betydeligt til 38,0 miles (62,0 km) og Mk. VIIs svagere 25 kW viste maksimalt omkring 56 km. Mk. III blev anslået til at opdage en U-båd fra siden ved 35 km, hvilket forbedrede til 51 km for Mk. VI og helt ned til 29 km for Mk. VII. Rækkevidden mod end-on mål var henholdsvis 16,5 km, 33,0 km og 16 km.

Noter

Referencer

Citater

Bibliografi