Radar, barco aire-superficie, Mark II o ASV Mk. II, para abreviar, fue un radar de búsqueda de la superficie del mar desarrollado por el Ministerio del Aire del Reino Unido inmediatamente antes del comienzo de la Segunda Guerra Mundial . Fue el primer radar montado en un avión de cualquier tipo que se utilizó operativamente. Fue ampliamente utilizado por aviones del RAF Coastal Command , Fleet Air Arm y grupos similares en los Estados Unidos y Canadá. Una versión también fue desarrollado para los buques pequeños, la Royal Navy 's Tipo 286 .
País de origen | Reino Unido |
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Introducido | 1940 |
No. construido | ~ 24,600 |
Tipo | Búsqueda de la superficie del mar |
Frecuencia | 176 MHz (VHF) |
PRF | 400 pps |
Amplitud de rayo | ~ 150 grados |
Ancho de pulso | 2,6 µs |
Distancia | 1 a 40 millas (1,6 a 64,4 km) |
Precisión | ~ 5 grados |
Energía | 7 kilovatios |
Otros nombres | Tipo 286 |
El sistema se desarrolló entre finales de 1937 y principios de 1939, tras la detección accidental de barcos en el Canal de la Mancha por un radar experimental aire-aire . El ASV Mk original . Entré en servicio a principios de 1940 y rápidamente fui reemplazado por el Mk muy mejorado. II. Un solo Mk. II fue enviado a los EE. UU. Durante la Misión Tizard en diciembre de 1940, donde demostró su capacidad para detectar grandes barcos a una distancia de 60 millas (97 km). La producción fue inmediatamente asumida por Philco en los EE. UU. Y Research Enterprises Limited en Canadá, con más de 17.000 producidos para su uso solo en los EE. UU.
Fue Mk. II equipó a Fairey Swordfish que ubicó al acorazado alemán Bismarck en un cielo nublado, torpedeándolo y llevándolo a su destrucción al día siguiente. Mk. II fue solo parcialmente efectivo contra los submarinos mucho más pequeños , especialmente cuando la señal se desvaneció cuando el avión se acercó al objetivo y perderían contacto por la noche. Para cerrar la brecha, se introdujo la luz Leigh , que permite que el submarino sea detectado visualmente después de que haya pasado de la pantalla del radar. Con la introducción de la luz Leigh, las intercepciones nocturnas de submarinos se hicieron comunes y convirtieron los puertos alemanes en el Golfo de Vizcaya en trampas mortales.
Un radar ASV de frecuencia de microondas , ASVS, estaba en desarrollo desde 1941, pero los magnetrones de cavidad requeridos eran limitados y se le dio prioridad al H2S . La captura de un Mk. El Vickers Wellington equipado con II por los alemanes condujo a la introducción del detector de radar Metox sintonizado en sus frecuencias. Esto pronto fue seguido por pilotos británicos que informaron que los submarinos se zambulleron cuando el avión comenzó a acercarse. Un nuevo diseño basado en H2S, ASV Mk. III , se apresuró a poner en servicio, reemplazando el Mk. II a partir de 1943. Mk. II permaneció en uso durante la guerra en otros teatros.
Desarrollo
Fondo
Al principio del desarrollo del primer sistema de radar británico, Chain Home (CH), Henry Tizard se preocupó de que el sistema CH sería tan eficaz que la fuerza aérea alemana ( Luftwaffe ) se vería obligada a recurrir al bombardeo nocturno . Tizard era consciente de que se podía esperar que un piloto de caza viera un bombardero a unas 1.000 yardas (910 m) como máximo, mientras que la precisión del sistema CH era quizás de 5 millas (8,0 km). [1] Escribió un memorando sobre el tema el 27 de abril de 1936 y se lo envió a Hugh Dowding , que en ese momento era el Miembro Aéreo de Investigación y Desarrollo , y copió a Robert Watt en el centro de investigación CH en Bawdsey Manor en Suffolk. [2]
Watt se reunió con sus investigadores en el pub local Crown and Castle y estuvo de acuerdo en que la mejor solución era introducir un pequeño radar que pudiera montarse en un caza nocturno . Si el radar aerotransportado tuviera un alcance de aproximadamente 5 millas, CH podría tener la tarea de llevar al caza al área general, y luego el propio radar del caza podría hacerse cargo y guiarlo hasta que el enemigo pudiera ser visto visualmente. "Taffy" Bowen pidió hacerse cargo del proyecto y formó un pequeño equipo para considerar el problema en agosto de 1936. Le dieron al concepto el nombre RDF2, ya que Chain Home se conocía en ese momento como RDF1. Esto más tarde se conocería como " radar de intercepción aérea ", o AI para abreviar. [3]
El principal problema al que se enfrentó Airborne Group fue el problema de la longitud de onda . Por diversas razones, una antena con una ganancia razonable debe tener el mismo orden de longitud que la longitud de onda de la señal, siendo el dipolo de media onda una solución común. CH trabajaba en longitudes de onda del orden de 10 metros, lo que requería antenas de unos 5 metros (16 pies) de largo, demasiado grandes para ser transportadas prácticamente en un avión. A lo largo de 1936, la principal preocupación del equipo fue el desarrollo de sistemas de radio que operaran en longitudes de onda mucho más cortas, y finalmente se establecieron en un aparato que funcionaba a 6,7 m, basado en un receptor de televisión experimental construido en EMI . [4]
Descubrimiento
A principios de 1937, Airborne Group recibió varios tubos de vacío de pomo de puerta Western Electric Tipo 316A. Estos eran adecuados para construir unidades transmisoras de aproximadamente 20 W de potencia continua para longitudes de onda de 1 a 10 m. Percy Hibberd construyó un nuevo amplificador push-pull utilizando dos de estos tubos que funcionan a una longitud de onda de 1,25 m; por debajo de 1,25 m la sensibilidad se redujo drásticamente. [5] Gerald Touch convirtió el receptor EMI a la misma frecuencia usándolo como la porción de frecuencia intermedia de un circuito superheterodino . Los nuevos conjuntos se instalaron en un Handley Page Heyford en marzo de 1937. [6]
En su primer vuelo, el set demostró un alcance muy limitado contra aviones. Sin embargo, mientras volaban la aeronave, los operadores vieron resultados extraños que aparecían en la pantalla. Finalmente se dieron cuenta de que eran de los muelles y grúas en los muelles de Harwich, millas al sur de Bawdsey. El envío también apareció, pero el equipo no pudo probar esto muy bien ya que el Heyford tenía prohibido volar sobre el agua. [7]
Con este descubrimiento accidental de detección de barcos, el equipo recibió dos aviones de patrulla marítima Avro Anson , K6260 y K8758 , junto con cinco pilotos estacionados en la cercana RAF Martlesham Heath para probar este papel. Las primeras pruebas demostraron un problema con el ruido del sistema de encendido que interfiere con el receptor, pero esto fue pronto resuelto por los instaladores del Royal Aircraft Establishment (RAE). [8]
En su primera prueba real el 17 de agosto, Anson K6260 con Touch y Keith Wood a bordo detectó inmediatamente un envío en el Canal de la Mancha a una distancia de 2 a 3 millas (3,2 a 4,8 km). Esto fue particularmente impresionante dada la muy baja potencia del transmisor, alrededor de 100 W por pulso. [9]
Demostración
Para entonces, Watt se había trasladado a la sede del Ministerio del Aire en Londres. Se enteró de la prueba exitosa y llamó al equipo para preguntar si estarían disponibles para una demostración a principios de septiembre. Se estaban llevando a cabo planes para realizar ejercicios militares en el Canal, incluida una flota combinada de barcos de la Royal Navy y aviones del Comando Costero de la RAF , y Watt quería acabar con la fiesta. En la tarde del 3 de septiembre de 1937, el K6260 detectó con éxito el acorazado HMS Rodney , el portaaviones HMS Courageous y el crucero ligero HMS Southampton , obteniendo muy buenos resultados. [10]
Al día siguiente despegaron al amanecer y, casi completamente nublado, detectaron Courageous y Southampton a una distancia de 5 a 6 millas (8,0 a 9,7 km). A medida que se acercaban a los barcos, el Anson finalmente se hizo visible a través de las nubes, y el equipo pudo ver el avión de lanzamiento de Courageous en un esfuerzo inútil por interceptarlos. [7] El clima era tan malo que los operadores tuvieron que usar el radar como sistema de navegación para encontrar el camino a casa, usando el reflejo de los acantilados junto al mar. [10]
La promesa del sistema no pasó desapercibida para los observadores; Albert Percival Rowe, del Comité Tizard, comentó que "esto, si lo hubieran sabido, era la escritura en la pared del Servicio Submarino Alemán". [10]
Desarrollo continuo
Durante el año siguiente, el equipo de Bowen se encontró trabajando mucho más en el ASV que en la IA. Gran parte de esto implicó el desarrollo de nuevos sistemas de antenas, más avanzados que el sistema del Anson, donde se sostenía un dipolo fuera de la escotilla de escape y se giraba con la mano para buscar señales. Entre los experimentos se encontraba un dipolo giratorio motorizado que escaneaba toda el área alrededor de la aeronave y mostraba ángulos como el eje X y rango en el eje Y. Este parece ser el primer ejemplo de lo que hoy se conoce como B-scope . [11]
ASV resultó fácil de desarrollar por una variedad de razones. Una era que el avión anfitrión tendía a ser muy grande, por lo que el tamaño y el peso del equipo no eran tan críticos como lo eran en los cazas nocturnos mucho más pequeños. También era más fácil moverse en estos aviones mientras se instalaba el equipo. Otra razón fue que estos aviones tendían a volar a velocidades más lentas, lo que significaba que podían usarse antenas más grandes para una mejor recepción sin afectar seriamente el rendimiento del avión. Las primeras unidades usaban dipolos estándar de cuarto de onda montados en el área de la nariz, pero luego se extendieron a tres cuartos de onda en las unidades de producción. [12]
Pero la razón principal por la que el ASV fue más fácil de desarrollar que la IA fue el comportamiento de las ondas de radio de muy alta frecuencia (VHF) al interactuar con el agua. En el caso de la IA, cuando la señal del radar golpea el suelo, tiende a dispersarse en todas las direcciones, enviando una parte de la señal hacia la aeronave. Aunque solo se devolvió una pequeña parte de la señal original, el tamaño del suelo era esencialmente infinito, por lo que este retorno al suelo era mucho más poderoso que el reflejo de un objetivo. Un avión que volaba a la altitud típica de un bombardero alemán de 15.000 pies (4,6 km) solo podía ver aviones dentro de los 15.000 pies, cualquier cosa más allá de eso estaba oculto en el retorno terrestre. Este fue un rango mucho más corto que las 5 millas necesarias para cerrar la brecha con Chain Home. [1]
En comparación, cuando la misma señal golpea el agua, tiende a reflejarse en lugar de dispersarse, enviando la mayor parte de la señal hacia adelante y lejos de la aeronave. La única vez que se pudo ver la señal es cuando la aeronave se acercó al agua muy de cerca, cuando parte de ella golpearía el agua justo en frente de la aeronave y la dispersión de las olas provocaría un retorno a tierra. Incluso entonces, la señal era relativamente pequeña en comparación con el enorme retorno de tierra visto en el caso de la IA, y solo causó problemas dentro de aproximadamente 0.5 millas (0.80 km) de la aeronave, aunque esto podría crecer hasta 4.5 millas (7.2 km) en estados de alta mar. Esto resultaría ser una limitación importante en la práctica, pero que finalmente se resolvió de manera indirecta. [13]
Finalmente, la forma de los objetivos vista desde el radar era ideal para la detección. El costado del barco, elevándose verticalmente desde la superficie del agua, creó un reflector de esquina parcial . Las señales de radio que impactaban directamente en el objetivo se devolvían al receptor, pero también lo era cualquier señal que se reflejara en el agua cercana al barco, ya que esta señal también impactaría en el barco y se reflejaría en el receptor. Mientras que los aviones eran difíciles de detectar más allá de aproximadamente 4 millas (6,4 km), los barcos podían detectarse fácilmente a distancias del orden de 10 millas (16 km). Cualquier superficie vertical funcionaba de esta manera, incluidos los acantilados junto al mar, que podían levantarse a muy largas distancias y demostraron ser extremadamente útiles para la navegación. [14]
Nuevos tubos
AI y ASV se desarrollaron en paralelo durante algún tiempo. En mayo de 1938, el equipo recibió los tubos Western Electric 4304 que reemplazaron los pomos de las puertas 316A en el transmisor y mejoraron la potencia de transmisión a 2000 W. En las pruebas, esto demostró aumentar el rango de detección en los barcos de 12 a 15 millas (19-24 km), aunque en el papel de la IA, el alcance se mejoró poco. [15]
Si bien el problema del transmisor se consideró resuelto con los nuevos tubos, el equipo tuvo problemas importantes con los receptores. A un empleado de Metrovick se le había dicho que comenzara a construir los receptores y pidió un ejemplo, pero el equipo solo tenía un receptor en condiciones de aeronavegabilidad y tuvo que darles un viejo modelo de banco ensamblado a mano con las instrucciones de que no se usaría para un diseño de producción. Efectivamente, Metrovick devolvió un diseño basado en este modelo, que resultó inútil. El equipo también se puso en contacto con Cossor y proporcionó detalles completos del diseño requerido, pero cuando regresaron su primer intento seis meses después, fue completamente inutilizable. Cuando pidieron mejoras, Cossor nunca respondió, demasiado ocupado con otros trabajos. [dieciséis]
Mientras esperaba que llegaran los receptores Metrovick y Cossor, hubo un encuentro casual entre Bowen y su antiguo profesor en King's College, el premio Nobel Edward Appleton . A principios de 1939, Appleton le mencionó a Bowen que Pye Electronics también se había interesado en el servicio de televisión experimental de 45 MHz de la BBC y había construido receptores que aún podrían tener a mano. Bowen visitó la empresa en abril o mayo y descubrió que tenían "puntajes y puntajes" de los receptores listos para la producción. Cuando los probaron, se encontró que eran muy superiores a los modelos EMI. [17]
Gran parte de la mejora en el receptor Pye se debió al uso de un nuevo tipo de tubo desarrollado por Philips , el EF50 "Miniwatt", que había sido diseñado específicamente para un uso eficiente de VHF. [17] Los tubos estaban etiquetados como Mullard, la subsidiaria de Philip en el Reino Unido. Cuando investigaron, Mullard le dijo al Ministerio del Aire que los tubos en realidad se construyeron en la fábrica de Philips en Eindhoven , y que los intentos de comenzar la producción en el Reino Unido habían fracasado debido a problemas de fabricación de las bases. Las bases utilizaron un nuevo diseño que fue clave para el funcionamiento de los tubos. [17]
Esto llevó a un esfuerzo apresurado para comenzar la producción en las fábricas de Mullard. El destructor HMS Windsor fue enviado a los Países Bajos para recoger a la junta directiva de Philips, mientras que se enviaron dos barcos de carga para recoger 25.000 EF50 y 25.000 bases más en las que Mullard podría construir tubos adicionales mientras se instalaba una nueva línea de producción. Los barcos partieron mientras avanzaba el ataque alemán a los Países Bajos y los muelles estaban bajo constante amenaza de ataque aéreo. [17]
A fines de julio de 1939, el equipo finalmente tenía todo en su lugar y se envió un pedido de veinticuatro unidades. [18] Metrovick construiría los transmisores, Pye ya estaba aumentando la producción de lo que se conoció como el receptor de banda Pye , y Pye también había comenzado la producción experimental de un tubo de rayos catódicos (CRT) que resultó adecuado para uso de radar. [19]
ASV Mk. I
A principios de agosto, se informó al equipo que el Ministerio del Aire había ordenado 30 unidades de inteligencia artificial y esperaba que Bowen las instalara en el avión Bristol Blenheim en 30 días. [19] Cuando las unidades comenzaron a llegar, encontraron que el transmisor Metrovick también era el modelo de banco, y cuando protestaron, Metrovick notó que Watt había visitado personalmente la fábrica y les dijo que lo pusieran en producción porque se sabía que funcionaba. [20]
Para confundir aún más las cosas, cuando comenzó la guerra el 1 de septiembre, la mayoría del equipo de AMES fue enviado apresuradamente a un lugar preestablecido en la Universidad de Dundee en Escocia, solo para descubrir que no se había preparado nada. El rector solo tenía vagos recuerdos de una conversación sobre el tema con Watt, y para entonces los estudiantes habían regresado para el trimestre de otoño y había poco espacio disponible. [21]
El equipo de inteligencia artificial de Bowen fue enviado a un pequeño aeródromo en las afueras de Perth (a cierta distancia de Dundee) que era completamente inadecuado para la instalación. Sin embargo, comenzaron a llegar aparatos de radar y aviones, junto con nuevas demandas del Fleet Air Arm para equipar algunos de sus aviones con ASV en aviones Swordfish y Walrus. [22]
En una reunión en Londres el 30 de noviembre de 1939, se discutieron las prioridades relativas para Chain Home, Chain Home Low, AI y ASV. Bowen finalizó los planes para construir las radios ASV en EKCO utilizando los nuevos tubos VT90 (más tarde conocidos como CV62) en el transmisor, mientras que el AI Mk. Yo usaría los DET12 y TY120 más antiguos. Esto significaba que el ASV sería algo más avanzado que la IA. [18]
Otro encuentro casual después de la reunión llevó a Bowen a probar un nuevo material, polietileno , de Imperial Chemical Industries (ICI) que produjo un excelente cable coaxial y resolvió perfectamente los problemas eléctricos que habían tenido. Pronto estuvo en uso en toda la industria. [23]
El primer ASV que utilizó piezas de producción se montó a mano en un Walrus y se envió a Gosport para su prueba. Esta versión funcionó a una longitud de onda nominal de 1,5 m, a 214 MHz. [18] Volando a solo 20 pies (6,1 m) sobre el agua, el radar detectaba fácilmente los barcos alrededor del Solent. Louis Mountbatten estaba viendo esta actuación e inmediatamente ordenó que se instalara uno en su destructor, HMS Kelly . La Armada pronto recogió el desarrollo como el Tipo 286, y 200 de tales unidades eventualmente se instalarían en destructores y torpederos. [24]
Mientras tanto, Bernard Lovell había llegado a Perth y, a través de contactos en el Ministerio del Aire, logró convencerlos de que el sitio no era adecuado para su trabajo. Se seleccionó una nueva ubicación en RAF St. Athan en Gales y el equipo se trasladó a un hangar en el aeródromo en noviembre de 1939. Las condiciones resultaron ser un poco mejores que las de Perth, y el equipo se vio obligado a trabajar en temperaturas heladas como las puertas del hangar. tenía que dejarse abierto. Sin embargo, a finales de diciembre habían logrado instalar 17 radares de IA en Blenheims y 3 ASV en el recién llegado Comando Costero Lockheed Hudsons . Enero mejoró esto a 18 AI y 12 ASV, números que continuaron aumentando durante el año. [25]
Uso temprano
A principios de 1940, los Hudson llegaban a un ritmo de dos o tres por semana, y las tripulaciones pudieron colocar rápidamente los conjuntos debido al entorno de trabajo fácil en el gran fuselaje. En este momento, el equipo era lo suficientemente grande como para enviar un pequeño grupo al muelle de Pembroke , donde el Escuadrón No. 10 de la RAAF operaba el Short Sunderland . [26] El grupo pudo adaptarse rápidamente a ASV Mk. Yo a estos aviones, seguido del Consolidado Catalina que también acababa de empezar a llegar. Mientras tanto, Robert Hanbury Brown y Keith Wood comenzaron a capacitar a las tripulaciones sobre cómo utilizar mejor los sistemas. [25]
Los vuelos de prueba comenzaron a finales de 1939 y se utilizaron operativamente en los primeros meses de 1940. Pasaría algún tiempo antes de que los conjuntos AI Mark IV relacionados entraran en funcionamiento en julio de 1940, convirtiendo al ASV en el primer sistema operativo de radar aerotransportado del mundo. [a] Al principio, las tripulaciones encontraron el sistema relativamente inútil para los ataques, ya que no podían detectar de manera confiable los submarinos, los únicos barcos alemanes en el área. Las pruebas habían demostrado que el alcance máximo de detección en un submarino en la superficie era de aproximadamente 5,5 millas (8,9 km), por lo que en un estado de alta mar con un alcance mínimo de 4,5 millas, esto dejaba poco espacio para la detección. [27] Pero sí encontraron los conjuntos útiles para el mantenimiento de la estación sobre los convoyes, así como para navegar mirando los retornos de los acantilados marinos. [25]
Pero el dispositivo se volvió extremadamente útil después de que el líder de escuadrón Sidney Lugg instaló un transpondedor IFF Mark II en la base, sintonizado para operar en las frecuencias ASV. El sistema IFF emitía un pulso corto de señal de radio cada vez que escuchaba el pulso de uno de los radares ASV, y su señal era tan poderosa que las tripulaciones podían captarla a 50 a 60 millas (80-97 km) de la base, lo que el vuelo de regreso a la RAF Leuchars mucho menos accidentado. Las tripulaciones empezaron a llamar a la baliza "Madre". [26]
En febrero de 1940 se compiló una colección de informes de combate tempranos para comprender mejor cómo mejorar el sistema. En este momento, el Mk. También me habían instalado en aviones Blackburn Botha y Bristol Beaufort . Los informes señalaron que el sistema era útil para detectar barcos por la noche o con mal tiempo, pero sufría por el hecho de que los barcos enemigos normalmente se abrazan a la costa donde los retornos de la tierra a menudo inundan los retornos del barco. También fue útil para guiar un ataque cuando la capa de nubes estaba por debajo de los 1.500 pies (460 m), ya que podían presionar un ataque sin ser vistos. [28]
ASV Mk. II
Basado en las experiencias del Mk. I unidades en el campo, en enero de 1940 Gerald Touch comenzó a diseñar un nuevo conjunto mientras trabajaba en la RAE. Hanbury Brown se unió a él en febrero de 1940. [29]
El nuevo ASV Mk. El diseño II fue esencialmente un Mk racionalizado y limpiado. Yo, difiriendo poco en términos de la electrónica, pero considerablemente en términos de diseño, cableado y construcción. Entre los cambios se encontraba la separación de la electrónica del receptor de la pantalla, de modo que cualquiera de los dos se pudiera arreglar intercambiándolos por separado y usando una selección de conectores eléctricos estándar en todos los cables. [28]
Como resultado, Mk. II era mucho más confiable que Mk. I; no ofreció un mayor rendimiento, pero mantuvo ese rendimiento a pesar del servicio rudo y fue mucho más fácil de arreglar en el campo. [29] El único otro cambio importante fue mover la frecuencia operativa de 214 MHz a 176 MHz porque se encontró el Mk. Está interfiriendo con radiobalizas navales . [28]
Se realizó un pedido de 4.000 unidades a EKCO y Pye. Por razones desconocidas, las negociaciones del contrato requirieron un tiempo considerable para finalizar, y durante toda la producción luchó por la precedencia con las unidades de IA y Chain Home Low, que también hicieron uso de la tira Pye. El primer Mk. Las unidades II comenzaron a llegar en el verano de 1940, y para octubre de 1940 se habían entregado 140 transmisores, 45 receptores y 80 pantallas. A fines de marzo de 1941, esa cifra había aumentado a 2.000 transmisores y 1.000 receptores. [30]
Mk. II obtuvo su primer éxito el 30 de noviembre de 1940 cuando un Whitley Mk. VI averiado U-71 en el Cantábrico . [31] [b] El 26 de mayo de 1941, un Fairey Swordfish equipado con Mk. Detecté el Bismarck cuando intentaba regresar a Francia para reparaciones. [32] Esta detección llevado a la Bismark ' s hundir el día siguiente. [33] A mediados de 1941, el radar ASV había aumentado los ataques diurnos a los submarinos en un 20%, e hizo posibles los ataques nocturnos por primera vez. El primer ataque nocturno exitoso contra un submarino fue llevado a cabo por un pez espada el 21 de diciembre de 1941. [34]
ASV de largo alcance
El ASV no había sido diseñado para detectar submarinos, pero las pruebas realizadas a finales de 1939 por Hudsons del Escuadrón No. 220 de la RAF contra el HMS L27 mostraron que era posible detectar submarinos en la superficie a un alcance limitado y en estados de baja mar. [35]
Los experimentos demostraron que el principal problema que causaba el corto alcance era la baja ganancia de las antenas. Dadas las bajas velocidades de la aeronave, por lo que el arrastre no fue un problema significativo en comparación con el papel de la IA, el equipo pudo usar antenas Yagi con una ganancia mucho mayor. Las instalaciones típicas tenían el transmisor en la parte delantera de la nariz y dos receptores debajo de las alas, apuntando hacia afuera en su punto de media potencia , típicamente 22,5 grados. Llamadas ASV de largo alcance, o LRASV para abreviar, las nuevas antenas estuvieron disponibles para su instalación en 1940. [35]
Poco después de mudarse a St. Athan en 1939, Hanbury Brown recibió una solicitud para instalar ASV en el bombardero Armstrong Whitworth Whitley , que ya no era competitivo y se estaba pasando a otros usos. Brown aprovechó la oportunidad para desarrollar una nueva antena, un tipo de matriz Sterba , que se extendía a ambos lados del fuselaje trasero plano, disparando hacia un lado en lugar de hacia adelante. Esta "disposición de banda ancha" permitió a la aeronave buscar amplias áreas del océano en ambos lados de la aeronave al mismo tiempo, una gran mejora con respecto al diseño solo hacia adelante. [35]
La matriz de banda ancha ofrecía aproximadamente 2,5 veces la ganancia del sistema original. Esto le permitió detectar barcos de tamaño moderado a 64 km (40 millas) y submarinos que emergieron a una distancia de 16 a 24 km (10 a 15 millas), un avance enorme sobre el Mk. Yo estilo antenas. La aeronave podría escanear los accesos a un convoy volando 10 millas a un lado de él, barriendo un camino de 20 millas de ancho. Los submarinos no fueron lo suficientemente rápidos para cruzar esa distancia antes de que la aeronave regresara para otro barrido. Se discutió la posibilidad de darle una pantalla especial para facilitar la interpretación, pero entró en servicio utilizando la pantalla ASV original. [36]
Misión de tizard
A principios de 1940, hubo un largo debate dentro del Ministerio del Aire, y el gobierno en general, sobre si se debería informar o no a los Estados Unidos de los muchos desarrollos tecnológicos que están teniendo lugar en el Reino Unido. El Reino Unido sufría de falta de mano de obra y capacidad de producción, problemas que Estados Unidos podría resolver fácilmente. También esperaban tener acceso a la vista de bombas Norden , que estaba varios años antes que su versión, la mira automática de bombas . [37] Sin embargo, se creía que los conceptos de radar estaban entre algunos de los más avanzados del mundo, y dárselos a los EE. UU. Significaría entregar algunas de las mejores ideas del Reino Unido a la explotación por parte de lo que entonces todavía era un partido no alineado. [38]
Finalmente, Winston Churchill anuló personalmente cualquier objeción restante y le encargó a Henry Tizard que hiciera los arreglos. Después de considerar las muchas tecnologías que se estaban desarrollando, el equipo de Tizard finalmente eligió cuatro para llevarse consigo; AI Mk. IV, ASV Mk. II, IFF Mark II y el nuevo magnetrón de cavidad que hizo que los radares fueran mucho más pequeños y más potentes. También conocieron y se les permitió hablar sobre otras tecnologías, incluido el motor a reacción y los conceptos iniciales de la bomba nuclear detallados por el Comité MAUD . [39]
Por varias razones, el equipo de la misión viajó primero a Canadá, donde se reunió con miembros del Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) en Ottawa . [40] Aquí se sorprendieron al saber que en septiembre de 1939 la NRC había comenzado a trabajar en un radar ASV utilizando un radioaltímetro adaptado construido por Westinghouse Electric en los Estados Unidos. Este conjunto funcionó en la longitud de onda relativamente corta de 67 cm, aproximadamente la mitad que el conjunto británico de 1,5 m. Un prototipo estaba funcionando en noviembre y estaba progresando. [41]
La misión Tizard estuvo en Ottawa solo dos días antes de partir hacia Washington. Durante ese tiempo, los equipos de radio de la NRC estudiaron detenidamente la unidad ASV, tratando de aprender todo lo que pudieron sobre su diseño antes de que partiera hacia los EE. UU. Esto llevó a un debate sobre si continuar con el desarrollo de su propio sistema, cuya longitud de onda más corta lo haría más adecuado para el uso de aviones, o simplemente construir la unidad británica utilizando tubos canadienses y estadounidenses. [42]
La llegada de la Misión a Washington inicialmente dio lugar a sorpresas similares cuando el equipo se enteró de que el Ejército y la Marina de los EE. UU. Habían desarrollado radares similares a los británicos Chain Home y Chain Home Low. Sin embargo, la Marina de los EE. UU. Se quejó de que sería mucho mejor si los radares funcionaran a frecuencias de microondas y explicó su frustración de que los dispositivos de microondas existentes tuvieran una potencia de solo unos pocos vatios. Bowen metió la mano en su caja de seguridad y produjo el magnetrón de cavidad número 6. Este dispositivo produjo pulsos de aproximadamente 10 kW, cientos de veces más que los dispositivos estadounidenses, y los modelos más nuevos pronto produjeron diez veces esa cantidad. [43]
Este evento rompió el hielo y pronto los dos equipos estaban planificando un programa completo de desarrollo y producción para todos los diseños británicos. Finalmente, se acordó que las empresas estadounidenses comenzarían a producir los conjuntos ASV e AI de 1,5 m mientras comenzaban a investigar nuevos radares que utilizan el magnetrón. [43] En última instancia, las partes de los países que Research Enterprises Limited (REL) en Toronto construirían la unidad británica de AVS tal cual, construyendo una nueva fábrica para su construcción. Finalmente se produjeron varios miles de unidades, la mayoría vendidas a los EE. UU. [42]
Luz de Leigh
A pesar de la capacidad del sistema para detectar submarinos por la noche, atacarlos no fue un asunto sencillo. Después de encontrar la ubicación aproximada en la matriz lateral, el objetivo se trazó en un mapa y la aeronave maniobró para que pudiera comenzar a acercarse a él utilizando las antenas orientadas hacia adelante. Estos tenían menos ganancia y recogieron al submarino a distancias más cortas, por lo que existía la posibilidad de que el submarino pudiera escapar mientras cambiaban de enfoque lateral a delantero. [44]
Pero el problema real era que el alcance mínimo del radar era de unas 1000 yardas en el mejor de los casos; a distancias más cortas, los retornos del objetivo se fusionaron con la señal sobrante del transmisor y se volvieron invisibles en el ruido electrónico y la dispersión del agua. Desafortunadamente, 1,000 yardas era un alcance demasiado largo para que el submarino fuera visto visualmente por la noche, excepto en condiciones perfectas, como una luna llena. El mismo problema también afectó a los radares de IA, pero en ese caso fue mucho más grave debido al pequeño tamaño de los objetivos de la aeronave en comparación con un submarino o un barco, y el equipo había invertido un esfuerzo considerable para tratar de resolver este "mínimo controversia de rango ", hasta ahora sin éxito. [45]
Mientras continuaba este trabajo, se introdujo una nueva solución. A Humphrey de Verd Leigh , un oficial de personal de la RAF, se le ocurrió la idea después de hablar con la tripulación que regresaba y enterarse del problema del corte de corto alcance. Construyó un reflector en un contenedor aerodinámico con una lente que extendía el rayo para que cubriera un área de varios grados de ancho en un rango de 1,000 yardas (910 m), aproximadamente el mismo ángulo que el rayo del radar. Se encendería justo cuando la señal desapareciera en la pantalla del radar, iluminando el objetivo y permitiendo que los últimos segundos de la aproximación se llevaran a cabo visualmente. [46]
En marzo de 1941 empezaron a intentar adaptarlo a un Vickers Wellington y, tras algunos esfuerzos, voló con éxito. Aunque el Ministerio del Aire estaba convencido de que la idea era viable, decidieron reutilizar un diseño de reflector más antiguo conocido como Turbinlite , que originalmente estaba destinado a ser utilizado en un papel similar para los cazas nocturnos. Esto no era tan poderoso como la versión de Leigh, pero era más pequeño y ya estaba disponible en algunos números. A pesar de un gran esfuerzo, el Turbinlite nunca funcionó satisfactoriamente. No fue hasta finales de 1941 cuando el Ministerio admitió esto y volvió al diseño original de De Leigh. Continuó desarrollándolo en secreto durante este tiempo. [47]
Los primeros ejemplos de la luz Leigh comenzaron a aparecer a principios del verano de 1942. El primer éxito fue el 5 de julio de 1942 cuando un Wellington del Escuadrón No. 172 de la RAF hundió el U-502 . A partir de ese momento, la combinación de ASV Mk. II y Leigh Light demostraron ser extremadamente efectivos. Tantos submarinos estaban siendo atacados al final del verano que dejar la base por la noche, antes completamente segura, ahora se consideraba suicida. Los alemanes se vieron obligados a abandonar sus bases durante el día para que al menos pudieran ver los aviones atacantes y luchar, pero esto resultó un poco más seguro. [48]
Metox
Mientras que Mk. II estaba en medio de lograr algunos de sus mayores éxitos, a fines del verano de 1942 las tripulaciones regresaron a la base alegando que las buenas detecciones en los submarinos alemanes fueron seguidas por la desaparición de los barcos cuando se dirigían a la aproximación. Rápidamente se supuso que los alemanes estaban instalando un detector de radar en sus barcos y buceando cuando vieron que se acercaba un avión. [49] [44] Esta posibilidad se había considerado en octubre de 1941, pero en ese momento no parecía haber ninguna razón para dejar de usar ASV. [50]
El detector, conocido como "Metox" por la empresa con sede en París que los produjo, era un sistema simple. Cuando se recibió un pulso en la frecuencia correcta, envió un pulso corto de audio en los auriculares del operador de radio. El operador podía escuchar la fuerza y el patrón de las señales para determinar si la aeronave se estaba acercando. [49] [c]
Al estudiar las estadísticas de los ataques durante 1942 en el Golfo de Vizcaya, la RAF pudo determinar que el sistema se había introducido por primera vez en junio y se había vuelto en gran parte universal en septiembre. Al comparar la distancia a la que se detectó el submarino y luego cuando se perdió, calcularon que hasta el 50% de los submarinos estaban buceando antes de que el ASV los viera. Lo que una vez se descartó como un problema menor ahora es claramente un problema importante. [50] Por primera vez desde la introducción de ASV, las pérdidas de envío comenzaron a aumentar una vez más. [51]
Los efectos se resumieron en un estudio de principios de 1943. Demostraron que antes de la introducción de Metox, un avión sin radar pasaría 135 horas en el aire por cada submarino que detectara, mientras que uno equipado con ASV veía uno por cada 95 horas de vuelo. Desde octubre, cuando Metox era común, el avión ASV tardó 135 horas, lo que significa que Metox aparentemente había inutilizado el ASV. Sin embargo, el tiempo necesario para encontrar un submarino sin radar también había aumentado, a 245 horas, por lo que ASV seguía siendo útil. [51]
Un breve respiro en los efectos de Metox estuvo a la mano en diciembre de 1942, cuando los descifradores de códigos británicos una vez más pudieron irrumpir en el Enigma Naval y las pérdidas de submarinos comenzaron a aumentar nuevamente debido a las intercepciones que revelaron sus posiciones y órdenes. Esto se combinó con una pieza clave de información falsa colocada por un oficial británico capturado, quien afirmó que sus aviones estaban equipados con un dispositivo para escuchar las señales muy débiles emitidas por la etapa de frecuencia intermedia del Metox. [52] Esto llevó a principios de 1943 a las órdenes del Alto Mando Naval Alemán de apagar el Metox, lo que permitió al Mk. II para volver a ser efectivo por un tiempo. [53]
Mk IIA
Otro intento de mejorar el rendimiento del sistema fue la introducción de un nuevo transmisor, T.3140. Esto produjo más de diez veces la señal, con un promedio de 100 kW por pulso y, por lo tanto, aumentó el rango y el rendimiento generales. Esto requería un alternador más potente y el conjunto del transmisor pesaba el doble que el T.3040 original. [51]
El sistema se instaló en seis Sunderlands, bajo el nombre de Mark IIA, en la primavera de 1943. Si bien el sistema demostró un alcance mucho mayor, se descubrió que el retorno del mar de las olas también era mucho más poderoso. En este punto, Metox era universal, y la señal adicional les dio a los submarinos un tiempo de advertencia adicional significativo. El sistema se construyó finalmente en la extensión de solo doce unidades. [51]
Zorra
Otra solución al problema de Metox se implementó en el sistema "Vixen". Esto permitió silenciar la fuerza de la señal del transmisor del ASV. Al cronometrar este proceso con cuidado, el operador de radar podría engañar al operador de radio del submarino haciéndole creer que la aeronave se estaba alejando de ellos. Esto tuvo poco efecto en el rendimiento del radar a medida que se acercaba al objetivo, ya que incluso con menos señal transmitida, la reducción en el alcance compensaba con creces cualquier pérdida de potencia del silenciamiento. [51]
Las primeras pruebas de Vixen se llevaron a cabo en junio de 1943 y en general tuvieron éxito, con algunos problemas. El principal fue que el silenciamiento fue creado por una antena en corto, y a medida que se ajustó, hizo que cambiara la carga en el transmisor, lo que provocó cambios en la señal de salida. En última instancia, estos no se consideraron importantes y se sugirió que se adaptaran a todos los aviones ASV. Sin embargo, la producción no se ordenó hasta noviembre de 1943 y los primeros conjuntos no llegaron hasta febrero de 1944, momento en el que ASV Mk. III se había hecho cargo en gran medida. Vixen no se usó operativamente. [54]
ASV Mk. III
Después de la invención del magnetrón de cavidad a principios de 1940, todas las fuerzas británicas comenzaron a desarrollar radares utilizando el sistema, que generaba microondas en alrededor de 10 cm de longitud de onda. Entre ellos se encontraban los equipos del Ministerio del Aire que habían desarrollado tanto AI como ASV, y ahora habían centrado su atención en AIS y ASVS, la S que significa "senitmetric". [55] Las pruebas realizadas en abril de 1941 con los primeros dispositivos de amarre contra el HMS Sealion mostraron que podían detectar un submarino semisumergido a varias millas de distancia. [56]
En junio de 1941 se aprobó una solicitud formal al Director de Desarrollo de Comunicaciones (DCD, en ese momento dirigido por Robert Watt ) para formar un grupo separado para desarrollar ASVS, pero el desarrollo fue lento. Philip Dee señaló que el primer vuelo en un Wellington no tuvo lugar hasta diciembre, y no fue hasta enero de 1942 que notó que "ASV vio [el pequeño barco] Titlark a 12 millas". [56] Esto condujo a contratos con Ferranti y Metropolitan Vickers (Metrovick) para desarrollar el ASVS de amarre en un sistema aerotransportado útil como ASV Mark III. Tenían un sistema adecuado listo para el verano de 1942, aunque las primeras entregas no estarían disponibles antes de la primavera de 1943. [57]
A lo largo de este período, Hanbury Brown estaba convencido de que el H2S también podría usarse para trabajos contra el envío, con las modificaciones adecuadas. Los problemas principales fueron reducir el tamaño de la antena para que quepa en los aviones más pequeños de Coastal Command y modificaciones en la antena para enviar la señal más hacia adelante en lugar de hacia abajo, de acuerdo con un avión que vuela a 2.000 pies (610 m) en lugar de 20.000 pies. (6,1 km) de altitud. Continuó trabajando en este proyecto con los desarrolladores principales de H2S, EMI. [58] A finales de 1942, se canceló la versión ASVS de Mark III y se ordenó la producción de la versión basada en H2S. [57]
Después de una gran confusión y discusión entre Coastal y Bomber Command, el ASV Mk. III comenzó a llegar en la primavera de 1943, y después de algunas salidas bastante decepcionantes en marzo, los Wellington comenzaron a realizar ataques exitosos a fines de ese mes. [59] Este fue el mismo período en el que llegaron varias nuevas tecnologías antisubmarinas, y de abril a julio, estas se combinaron para dar como resultado una gran cantidad de pérdidas para la flota de submarinos. A fines de junio, las pérdidas de transporte de carga por ataques de submarinos se habían reducido casi a cero. [60]
Como suministros del Mk. III mejorado, Mk. Los aviones equipados con II fueron enviados a teatros secundarios donde sirvieron durante la guerra. Los ejemplos con las antenas dipolo originales estaban en servicio hasta 1943, momento en el que se conocían como SRASV, para "corto alcance". [12]
Descripción
Diferencias en el Mk. I
El Mk. Yo y Mk. Las unidades II eran generalmente similares electrónicamente pero diferían en su frecuencia de operación y empaque. La principal diferencia fue que el Mk. El receptor y la pantalla estaban empaquetados en una sola caja grande, lo que significaba que toda la unidad tenía que ser reemplazada si había un problema con cualquiera de las partes. [28] Las señales también fueron ligeramente diferentes, con el Mk. Produzco la misma potencia de 7 kW, pero con un ancho de pulso de 1,5 µS y un PRF de 1200 Hz. [13]
El resto de esta sección se refiere al Mk. II.
Señales
El Mk. II operó en una frecuencia de 176 MHz ± 5 MHz. Envió pulsos de aproximadamente 2,5 µS de longitud 400 veces por segundo. La potencia máxima fue de unos 7 kW. Las señales se enviaban a través de un interruptor giratorio que alternaba con cada pulso, enviando y recibiendo la señal a cada lado de la aeronave. Las señales regresaban a través del amplificador de banda Pye, y cada dos pulsos se invirtieron eléctricamente. [12]
Antenas
Las antenas originales de "corto alcance" consistían en receptores unipolares que se extendían horizontalmente desde ambos lados del morro de la aeronave. Detrás de ellos estaban los transmisores, que era un unipolar similar pero que también incluía un reflector detrás. [12]
Las antenas de "largo alcance" estaban en dos juegos. El transmisor era un Yagi único que se extendía desde el morro y dos Yagis receptores, típicamente debajo de las alas, con un ángulo exterior de unos 15 grados. La disposición lateral se dispuso normalmente con una cortina Sterba que recorría la parte superior del fuselaje de la aeronave, con conjuntos de dipolos que recorrían los lados del fuselaje. [12]
Mecánico
El sistema completo constaba de varias cajas independientes que se podían quitar fácilmente para realizar tareas de mantenimiento. Las cajas principales donde se encuentran el transmisor Tipo 3040 (T.3040), construido por EKCO, [61] el receptor, construido por Pye o EKCO, [62] y las "unidades indicadoras" Tipo 6 o Tipo 96, los CRT. [63]
Se utilizaron dos receptores, el primero fue el R.3039 con válvulas de bellota VR95 y el último R.3084 con pentodos VR136 y triodos VR137. Tanto Pye como EKCO construyeron ambas versiones, y hubo una serie de pequeñas diferencias. EKCO incluye una salida para una grabadora y varios otros cambios. [62]
Más tarde, se introdujo una unidad de conmutación, la caja de acoplamiento aéreo tipo 8, que permitía cambiar una sola antena de transmisor a receptor. Esto se utilizó en aviones más pequeños como el Fairey Barracuda , reduciendo la complejidad de la instalación. [64]
Exhibiciones e interpretación
La salida del receptor se envió a una pantalla de alcance A con el generador de base de tiempo tirando del rayo verticalmente desde la parte inferior hacia la parte superior de la pantalla. Las señales recibidas desviarían el haz hacia la izquierda o hacia la derecha, dependiendo de la antena que estuviera activa en ese momento. El operador comparó la longitud de la señal a cada lado para determinar cuál parecía más grande, y luego usó el sistema de intercomunicación para decirle al piloto que corrigiera en la dirección correcta. [12]
Había un deseo considerable de permitir que el sistema tuviera una segunda pantalla frente al piloto, para que pudieran navegar directamente sin instrucciones verbales del operador del radar. Sin embargo, a pesar de un esfuerzo considerable desde 1940 hasta 1943, no pudieron hacer una versión que pudiera ser vista por el piloto durante el día sin cegarlos por la noche. Finalmente, abandonaron la idea a favor de capacitar a los operadores para que dieran instrucciones estandarizadas. [63]
Actuación
La historia de combate del Mk. II fue ampliamente estudiado y se recopilaron estadísticas detalladas sobre su desempeño. En condiciones operacionales contra submarinos en la superficie, las antenas SRASV originales tenían un rango promedio de 5.6 millas (9.0 km) cuando volaban a 2000 pies. Las antenas delanteras del LRASV mejoraron a 6,3 millas (10,1 km), mientras que la matriz lateral lo incrementó aún más a 6,9 millas (11,1 km). [65] Se encontró que volar a altitudes más bajas reducía el rango de detección, pero también la cantidad de desorden. [44]
Producción
Según Bowen, la producción del Mk. I y II ascendieron a 24.600 unidades: [66]
Ordenado | Empresa | Versión | Total |
---|---|---|---|
1939 | EKCO y Pye | Marca yo | 300 |
1940 | EKCO y Pye | Mark II | 3000 |
1941 | EKCO y Pye | Mark II | 3000 |
Empresas de investigación (Canadá) | Mark II | 10,000 | |
Philco (Estados Unidos) | Mark II | 7.000 | |
PMG Research (Australia) | Mark II | 1300 |
Algunas de estas unidades fueron redirigidas a la Armada como Tipo 286 y al Ejército como base para sus radares de Control de Reflectores . [66]
Notas
- ↑ Los primeros lances aerotransportados alemanes no llegaron hasta 1941.
- ↑ El U-71 se lanzó el 31 de octubre de 1940 y pasó algún tiempo en el área de Kiel. Esto le deja poco tiempo para trasladarse a Bizkaia antes de ser atacado. Sería útil una verificación adicional.
- ^ Se indica que el operador buscaría cambios en la frecuencia de repetición del pulso, pero las referencias existentes sugieren que ASV no tenía esta función. Es más probable que esto se refiera al cambio cuando la aeronave cambió de la matriz de banda ancha a las antenas orientadas hacia adelante, ya que esto duplicaría la cantidad de pulsos que pintan el submarino siempre que esté aproximadamente frente a la aeronave y sea visible para ambos. antenas. Esto indicaría que la aeronave se está acercando ahora en lugar de simplemente escanear el área.
Referencias
Citas
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Otros materiales
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