Radar, Colocación de armas, Mark III o GL Mk. III para abreviar, era un sistema de radar utilizado por el ejército británico para guiar directamente, o colocar , artillería antiaérea (AA). El GL Mk. III no era un solo radar, sino una familia de diseños relacionados que experimentaron una mejora constante durante y después de la Segunda Guerra Mundial . Estos fueron renombrados poco después de su introducción a fines de 1942, convirtiéndose en Radar, AA, No. 3 , y a menudo se emparejaron con un radar de alerta temprana , el AA No. 4, que también se produjo en varios modelos.
El Mk. III comenzó a desarrollarse poco después de la introducción del magnetrón de cavidad a principios de 1940. El magnetrón permitió que los sistemas de radar funcionaran a frecuencias de microondas , lo que redujo en gran medida el tamaño de sus antenas y las hizo mucho más móviles y precisas. Habiendo comenzado originalmente a trabajar en el magnetrón como parte del AI Mk. VIII radar aire-aire , se le dijo al equipo que dejara todo y desarrollara un radar para uso AA lo más rápido posible. Esto se convirtió en un fiasco; a finales de año se habían realizado muy pocos progresos y el equipo volvió a trabajar en radares aerotransportados.
El magnetrón también se demostró a los canadienses y estadounidenses como parte de la Misión Tizard en el otoño de 1940. Inmediatamente después de la visita, el Consejo Nacional de Investigación de Canadá comenzó a desarrollar un radar GL basado en el diseño del Reino Unido. Los primeros ejemplos de estos GL Mk. III (C) (para canadiense) llegó al Reino Unido en noviembre de 1942. Unidades británicas de diseño un poco más avanzado, GL Mk. III (B) (para británicos) llegó en diciembre. Se produjeron 667 de los modelos canadienses, y alrededor de 250 de ellos vieron servicio en el Reino Unido, mientras que la mayoría de los demás se enviaron al continente o permanecieron en Canadá. 876 de los modelos británicos se produjeron y vieron un servicio más generalizado. Cincuenta Mk. Los III fueron suministrados a la Unión Soviética .
Varias versiones mejoradas del Mk. Se experimentó con III (B), pero ninguno se produjo ampliamente debido a la introducción en 1944 del SCR-584 de los EE. UU., Que proporcionó tanto escaneo como seguimiento en una sola unidad de semirremolque. Mk. Las unidades III se vieron relegadas a roles secundarios, tan diversos como el avistamiento de artillería, la vigilancia costera y la observación de globos meteorológicos . Se llevaron a cabo varias mejoras para estos roles, y las unidades meteorológicas modificadas permanecieron en uso hasta aproximadamente 1957/58. Un desarrollo más radical del diseño también condujo al radar AA No.3 Mk.7 de posguerra muy mejorado , que sirvió como el radar AA principal del Ejército hasta que se retiraron del servicio los cañones AA a finales de la década de 1950.
Desarrollo
Sistemas anteriores
El Ejército comenzó una investigación seria en sistemas de radar en 1937, después de conocer los desarrollos realizados por el Ministerio del Aire en su estación experimental en Bawdsey Manor . Entre varios usos posibles del radar, el Ejército lo vio como una forma de abordar la urgente necesidad de medir con precisión el alcance de los objetivos aéreos. Esto se estaba manejando por medios ópticos que eran difíciles, lentos y propensos a errores, y un sistema de radar podría mejorar drásticamente esta tarea. El equipo de desarrollo, apodado "Army Cell", se encargó de construir un sistema que proporcionara mediciones de rango inclinado con una precisión de 50 yardas (46 m) o mejor. [1]
El resultado fue un sistema difícil de manejar conocido como GL Mk. Yo radar . El Mk. Yo, al igual que la tecnología Chain Home en la que se basaba, utilicé antenas transmisoras y receptoras separadas que debían moverse al unísono para rastrear objetivos. El sistema no proporcionó una medición precisa del rumbo y no tenía ninguna disposición para medir la elevación. Sin embargo, sí cumplió con el requisito de 50 yardas de precisión en el rango, una medida que se introdujo automáticamente en las computadoras analógicas que manejaban los cálculos balísticos . El rendimiento de las armas mejoró de inmediato; antes de la llegada del Mk. Se estimó que hubo que disparar 41.000 proyectiles para destruir un avión; la introducción del Mk. Junto con una mejor formación, reduje esto a 18.500 a finales de 1940. [2]
Se habían planificado planes para agregar mediciones de rumbo y elevación para un Mk. II, que estaría lista en algún momento de 1941. Cuando quedó claro que la necesidad era más urgente, Leslie Bedford de AC Cossor sugirió agregar un sistema de elevación al Mk. Tengo que sacarlo al campo lo antes posible. Este se convirtió en el sistema GL / EF, que entró en servicio a principios de 1941 y resultó en una enorme disminución de rondas por muerte a 4.100, lo que hizo que AA fuera efectivo por primera vez. Mk. II, que ofrecía una precisión ligeramente mayor, lo redujo aún más a solo 2.750 disparos por muerte cuando comenzó a llegar en 1942. [2]
Microondas
La principal razón de la incomodidad de los primeros sistemas GL fue un efecto secundario de las frecuencias de radio que utilizaban. GL había sido diseñado en una época en la que la única electrónica disponible se estaba adaptando de los sistemas comerciales de radio de onda corta y operaba en longitudes de onda del orden de 5 a 50 m. Un resultado básico de la radiofísica es que las antenas deben tener aproximadamente el tamaño de la longitud de onda que se está utilizando, lo que en este caso requirió antenas de varios metros de largo. [a]
El Almirantazgo había sido puesto a cargo del desarrollo del tubo de vacío (válvula) para el esfuerzo de guerra. [3] Estaban particularmente interesados en moverse a longitudes de onda mucho más cortas como una forma de detectar objetos más pequeños, especialmente las torres de mando y los periscopios de los submarinos . El Grupo Aerotransportado del Ministerio del Aire, dirigido por Edward George Bowen , tenía el problema opuesto de desear antenas lo suficientemente pequeñas para montar en la nariz de un avión bimotor. Habían logrado adaptar un receptor de televisión experimental a 1,5 m, pero esto aún requería grandes antenas que debían montarse en las alas. En una reunión entre Bowen y Charles Wright del Departamento Experimental del Almirantazgo , encontraron muchas razones para estar de acuerdo en la necesidad de un sistema de longitud de onda de 10 cm. [4]
Dado el apoyo para el desarrollo de microondas de ambos servicios, Henry Tizard visitó el Centro de Investigación Hirst de General Electric Company (GEC) en Wembley en noviembre de 1939 para discutir el tema. Watt siguió con una visita personal algún tiempo después, lo que llevó a un contrato el 29 de diciembre de 1939 para un conjunto de radar de IA de microondas que utiliza electrónica de tubo convencional. Mientras tanto, el Comité de Desarrollo de Válvulas de Comunicación (CVD) del Almirantazgo se acercó a la Universidad de Birmingham para desarrollar diseños de tubos completamente nuevos que podrían conducir a mejores resultados. [5]
Magnetrones
Mark Oliphant de Birmingham inicialmente atacó el problema al intentar desarrollar aún más el klystron , un invento de antes de la guerra que fue uno de los primeros tubos de frecuencia de microondas exitosos. A pesar de muchos intentos, a fines de 1939, sus mejores klistrones generaban solo 400 vatios, muy por debajo de lo que se necesitaría para el uso de radar. [5]
A dos miembros menores del equipo, John Randall y Harry Boot , se les pidió que analizaran otro concepto que tampoco logró madurar. Con poco que hacer, comienzan a considerar soluciones alternativas. Se les ocurrió la idea de utilizar múltiples cavidades resonantes dispuestas en un círculo fuera de un núcleo central común, a diferencia de la disposición lineal del klystron. Su primer magnetrón de cavidad produjo 400 W y fue empujado a más de 1 kW en una semana. En unos meses, GEC tenía modelos que producían pulsos a 10 kW. Estos pronto se utilizaron en el diseño de un nuevo sistema de radar aerotransportado inicialmente conocido como AIS, para Airborne Interception, Sentimetric [sic]. [6]
Mientras tanto, el Ejército había visitado GEC en varias ocasiones durante 1940 y había visto su progreso utilizando electrónica de tubo convencional en longitudes de onda más cortas. En una serie de pasos, GEC había logrado reducir las longitudes de onda operativas de sus sistemas de 1,5 m, la frecuencia original del radar aéreo, a 50 cm, y luego a 25 cm. Estos podrían usarse en un sistema direccional con una antena de un metro o menos de tamaño. En contraste con el Airborne Group, que necesitaba longitudes de onda aún más cortas para hacer antenas muy pequeñas que pudieran caber en la nariz de un avión, o la Armada, que necesitaba un sistema con suficiente resolución para captar periscopios, el Ejército solo buscaba un mejora práctica en la precisión y antenas más pequeñas. Esto podría cumplirse con la solución de GEC. [7]
En agosto de 1940, [8] el Ejército emitió una especificación para un nuevo radar GL que combinaba un equipo VHF como el Mk. II con un sistema de seguimiento de frecuencia de microondas de alta precisión. Requería:
- recogida inicial para alerta temprana a 30,000 yardas
- recogida para orientación a 22.000 yardas
- rango preciso a cualquier objetivo entre 2,000 y 17,000 yardas, aunque un máximo más corto de 14,000 yardas era aceptable
- un ancho de haz de 10 grados idealmente, pero 14 grados como máximo
- elevaciones de 10 a 90 grados sobre el horizonte, con seguimiento posible hasta 70 grados
PE Pollard del Establecimiento de Investigación y Desarrollo de Defensa Aérea en Christchurch, Dorset, había sido una de las primeras personas en considerar el radar ya en 1930, y había estado trabajando con la "Célula del Ejército" en la Estación Experimental del Ministerio del Aire durante algún tiempo antes de unirse otros investigadores del ejército en Christchurch, Dorset . Seleccionaron a la británica Thomson-Houston (BTH), que construyó los primeros sets GL de 5 m, para construir un prototipo. [7] Pollard se mudó a las plantas de BTH en Rugby, Warwickshire para trabajar en el nuevo sistema. [8]
Fallo de Klystron
Cuando Albert Percival Rowe , director de los equipos de radar del Ministerio del Aire, se enteró de los esfuerzos del Ejército en septiembre de 1940, se dispuso a crear su propio esfuerzo de desarrollo de GL utilizando el magnetrón. Después de una reunión del 22 de septiembre con Philip Joubert de la Ferté , un comandante senior de la RAF, Rowe construyó un equipo GL bajo la dirección de DM Robinson usando varios miembros del equipo AIS, diciéndoles que tendrían que concentrarse en el problema GL durante el próximo mes o dos. [7]
Esto llevó a una creciente fricción entre Philip Dee , que dirigía los esfuerzos de magnetrón del equipo de IA, y Rowe, al mando general de los investigadores del Ministerio del Aire. Dee afirmó que Rowe estaba "aprovechando esta oportunidad para intentar arrebatarle el problema de GL a la ADEE" (la Célula del Ejército) y que "sólo Hodgkin sigue sin ser molestado con AIS, y Lovell y Ward están afortunadamente comprometidos con el trabajo básico con antenas y receptores y, por lo tanto, relativamente no les molesta esta nueva aleta ". [7] Según Lovell, esto no representó tanta interrupción como Dee creía. Además, hasta cierto punto, el trabajo de klystron en Birmingham había continuado debido a los esfuerzos de GL del Ejército. [9]
El principal problema para adaptar los conceptos de IA al problema de GL fue el de la precisión angular. En el caso de la IA, el operador del radar pudo rastrear el objetivo con una precisión de aproximadamente 3 grados, mejorando hasta 1 grado a corta distancia. [10] Esto fue más que suficiente para que el piloto viera el objetivo cerca del punto muerto una vez que se acercó a unos 1000 pies (300 m). Para la colocación de armas a larga distancia, es posible que los operadores nunca vean los objetivos, por lo que la precisión debe ser de al menos 1 ⁄ 2 grado, y 1 ⁄ 10 permitiría que las armas fueran dirigidas únicamente por el radar. [11]
Ya se conocía la solución para proporcionar una precisión angular mucho mayor, una técnica conocida como escaneo cónico . Poco después de que Lovell comenzara a trabajar en tal sistema, Edgar Ludlow-Hewitt , inspector general de la RAF, visitó el Rowe. Después de la visita, Rowe le dijo al equipo que un juego completo de GL tenía que estar listo para colocarlo en un arma en dos semanas. [9] Para el 6 de noviembre, Robinson había ensamblado un sistema prototipo, pero el 25 de noviembre envió un memorando a Rowe y Lewis (asistente de Rowe) indicando que en los últimos 19 días, el sistema solo había funcionado durante 2 días debido a una amplia variedad de problemas. En diciembre le dijeron que llevara el trabajo completado hasta el momento a BTH para desarrollarlo en un sistema desplegable. El 30 de diciembre de 1940, Dee comentó en su diario que:
El fiasco de GL terminó con el traslado en bloque a BTH, incluidos dos miembros del personal de AMRE. Nunca nada funcionó correctamente en Leeson y Robinson siente que ha sido muy saludable para Lewis aprender cuán loca es realmente toda la técnica básica. [9]
Magnetrón GL
Como parte de la Misión Tizard en agosto de 1940, se demostró un magnetrón temprano a los representantes tanto del Comité de Investigación de Defensa Nacional (NDRC) de los Estados Unidos como del Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC). Los equipos de Estados Unidos y Canadá pronto establecieron contactos permanentes y dividieron sus esfuerzos para evitar la duplicación de trabajo. Un equipo de seis canadienses cedidos por la NRC permaneció en el Laboratorio de Radiación durante la guerra. [12]
El 23 de octubre de 1940, el equipo de NRC recibió un telegrama de Inglaterra pidiéndoles que comenzaran a trabajar en un sistema GL utilizando un magnetrón. [12] Los requisitos pedían un rango de seguimiento de hasta 14.000 yardas (13.000 m) con una precisión de alcance de 50 yardas (46 m), aunque deseaban que fuera 25. También querían un modo de búsqueda de rango no especificado, con una precisión de alcance de 250 yardas (230 m). La precisión angular tenía que ser al menos 1 ⁄ 4 grados en ambos ejes, pero Se deseaba 1 ⁄ 6 . Todas las salidas tenían que conducir directamente magslips. [11]
Curiosamente, dado el estado rudimentario del desarrollo del radar en la NRC en ese momento, el Reino Unido estuvo en gran parte ausente de un desarrollo posterior. Aunque la información sobre el desarrollo del sistema GL continuó fluyendo a Canadá, se brindó poco apoyo económico o científico hasta 1943 cuando la NRC expandió en gran medida su oficina de enlace en Londres. Esta falta de coordinación retrasaría gravemente la producción canadiense de muchos sistemas de radar. [13] En contraste, el equipo de enlace canadiense-estadounidense ya había acordado que Estados Unidos debería concentrarse en un sistema más sofisticado mientras los canadienses trabajaban en su diseño básico.
Para aumentar la confusión, en enero de 1941 el Ministerio de Abastecimiento abandonó los esfuerzos del Ejército en curso en el Reino Unido y publicó una nueva especificación para GL basada en un magnetrón. [9] Esto significó que el esfuerzo anterior para desarrollar un transmisor convencional había sido en vano. Por el lado positivo, en ese momento los suministros de magnetrones estaban mejorando, y el uso de uno produciría un radar que funcionaría en longitudes de onda aún más cortas y una potencia mucho mayor, mejorando tanto el alcance como la precisión. BTH finalmente entregó un "modelo A" experimental de baja potencia el 31 de mayo de 1941, [b] aunque esto estaba lejos de ser un sistema listo para el campo. [8]
GL Mk. Diseño III (C)
El diseño canadiense se conoció como el Buscador de posición precisa, o APF para abreviar. En ese momento, la solución para cambiar rápidamente una señal de microondas entre dos cables de antena no se había resuelto. Como resultado, no había forma de usar una sola antena tanto para la transmisión como para la recepción, y el equipo consideró inicialmente sistemas con un transmisor y un receptor, o un solo transmisor y cuatro receptores. Esta profusión de antenas no fue un problema importante en la función de GL; los reflectores tenían aproximadamente un metro de ancho, lo que no era demasiado grande para un sistema terrestre, especialmente considerando las antenas de varios metros de ancho del GL Mk. II lo reemplazaría. [14]
En ese momento nadie sabía "cómo diseñar una guía de ondas con un punto giratorio de baja pérdida", [15] por lo que el problema de alimentar la energía de microondas del magnetrón a las antenas giratorias no tenía una solución obvia. En su lugar, decidieron adoptar la solución utilizada para los conjuntos GL anteriores y montar toda su furgoneta de electrónica en una placa de apoyo y apuntar en la dirección requerida. Esto complicó enormemente el remolque, y la fragilidad de los remolques mal diseñados fue un problema importante para los usuarios australianos. [dieciséis]
Una diferencia clave entre el Mk. IIIc y el anterior Mk. Yo surgió debido a la falta de CRT para pantallas. El Mk. Tenía tres CRT, uno para cada rango, acimut y altitud. Las pantallas de altitud y azimut mostraron solo un objetivo seleccionado seleccionado por el operador de rango, y luego mostraron las señales de las antenas arriba y abajo en una pantalla e izquierda y derecha en otra. Los operadores compararon la longitud de los blips para determinar cuál era más largo y girar la cabina en esa dirección. En el IIIc, las visualizaciones de altitud y azimut fueron reemplazadas por punteros mecánicos impulsados por la diferencia eléctrica en las dos señales. [17]
Al carecer de un radar de alerta temprana adecuado similar al MRU del ejército británico, la NRC también desarrolló un segundo sistema de radar conocido como Indicador de posición de zona (ZPI). Esto se desarrolló rápidamente utilizando el diseño básico copiado del ASV Mk. II que se había suministrado como parte de un esfuerzo para comenzar la producción de radares ASV para la Marina y la Guardia Costera de los EE. UU . Los equipos ASV se basaban en componentes electrónicos de válvulas convencionales y funcionaban en la banda de 1,5 metros que era común en los radares británicos de principios de la guerra. Como el APF operaba a 10 cm, los dos conjuntos no interfirieron entre sí y solo podían operarse a metros de distancia. En funcionamiento, la ZPI proporcionaría información a la APF, que utilizaría esta información para buscar los objetivos. El ZPI fue el primer radar de diseño completamente canadiense. [18]
A pesar de la falta de una estrecha coordinación con sus homólogos británicos, la NRC había completado el desarrollo de su versión del sistema GL en junio de 1941. [12] La primera demostración completa del sistema completo se realizó a los funcionarios canadienses el 27 de junio, y nuevamente a funcionarios estadounidenses visitantes el 23 de julio. En ese momento, el ingeniero jefe de Westinghouse quedó muy impresionado y señaló a un miembro de la NRC "que su empresa no habría creído que lo que habíamos hecho en nueve meses podría haberse hecho en dos años". [18]
GL Mk. III (C) producción
Aunque tuvo un gran comienzo en términos de diseño, la producción de las unidades pronto entró en conflicto con un problema peculiar de la época de guerra canadiense. Justo después de la apertura de las hostilidades, el general Andrew McNaughton , comandante de las fuerzas canadienses en Europa, instó al gobierno a crear una empresa para suministrar a las fuerzas canadienses diversos equipos ópticos como binoculares . Estos habían escaseado durante la Primera Guerra Mundial , y McNaughton estaba tratando de asegurarse de que no volviera a ocurrir el mismo problema. CD Howe , el Ministro de Todo , creó una nueva Crown Corporation , Research Enterprises Limited (REL), para satisfacer esta necesidad. [19] Cuando la necesidad de electrónica dio lugar a la necesidad de una empresa similar, Howe decidió expandir REL. REL había demostrado estar a la altura de la tarea en el campo de la óptica, pero cuando se expandieron a la electrónica, comenzaron los problemas. [20]
El primer pedido de 40 juegos GL se realizó en enero de 1941, antes de que la NRC completara el desarrollo. Este pedido fue seguido por varios pedidos adicionales de Canadá, el Reino Unido, Australia, Sudáfrica y otros. Las fechas de entrega se retrasaron repetidamente porque REL tuvo problemas para cumplir con varios contratos preexistentes para otros sistemas de radar. El primer ejemplo de producción no salió de la línea en REL hasta julio de 1942, momento en el que estaba claro que había un problema y se presionó a la división de electrónica para acelerar las entregas. [20]
En este punto, un solo prototipo había llegado al Reino Unido en enero de 1942. Este fue enviado al ejército canadiense y no fue visto por los expertos en radar británicos hasta algún tiempo después. Cuando lo hizo, el sistema de visualización que utilizaba punteros mecánicos resultó ser un problema. En teoría, esto era más simple y menos costoso, pero también estaba reemplazando un sistema que ya era bien conocido por Mk. II, exigiendo que sean reentrenados. Otro problema fue que los diseñadores canadienses habían agregado un sistema de "colocación de velocidad" que suavizaba las entradas a las ruedas de control que permitían un seguimiento más fino, pero era otro cambio al que acostumbrarse. A pesar de estos problemas, todavía no había una fecha de entrega en las versiones del Reino Unido, y probablemente debido a la presión de Lindemann, se realizó un pedido de 560 ejemplares adicionales, lo que elevó el total del Reino Unido a 600. [17]
El primer envío de equipos GL llegó al Reino Unido en noviembre de 1942. [20] Cuando llegaron, se descubrió que las unidades eran completamente poco fiables. Esto llevó a una ronda de acusaciones entre el equipo de NRC y REL. REL se quejó de que la NRC había incorporado más de 300 órdenes de cambio en el diseño mientras se preparaba la producción, [18] llenando una carpeta. La NRC, por otro lado, se convenció de que el problema se debía enteramente a RA Hackbusch, director de la sección de electrónica de REL. McNaughton se involucró personalmente y tuvo que llamar al Teniente Coronel. WE Phillips, director de REL, para una entrevista personal sobre los temas. Anotó en su diario que Philips declaró:
... y dijo que había un deterioro generalizado de los nervios estos días, la gente estaba cansada y había mucha pérdida de control ... Fue una entrevista muy interesante. [21]
En un intento por llegar al fondo de la situación, Mackenzie de la NRC hizo arreglos para que el Coronel Wallace visitara el REL el 11 de noviembre de 1942. Wallace comenzó a hablar con la gente en el taller y, finalmente, un superintendente le dijo que Hackebusch le ordenó personalmente que se concentrara en la cantidad en lugar de en la calidad, para que los sistemas no se probaran antes de la entrega. También quedó claro que Hackebusch le había ocultado esto a Phillips en comunicaciones anteriores. [21]
A pesar de esto, y de las continuas fallas en el campo, no se tomó ninguna acción de inmediato para solucionar el problema. Durante una visita a Ottawa en marzo de 1943, Phillips se reunió con Mackenzie y Wallace y estuvo de acuerdo en que el problema era real, admitiendo "todas las debilidades de Hackbusch y [dijo] que van a realizar un cambio fundamental que todos sabemos que está retrasado al menos dos años." [21] Sin embargo, no se hizo nada. No fue hasta el 2 de septiembre que Philips se vio "obligado a aceptar su dimisión [de Hackbusch]". Una semana más tarde, se le dio el trabajo a Wallace, aunque también siguió siendo Director de la Rama de Radio en NRC. Cuando Mackenzie visitó REL el 30 de marzo de 1944, informó que la empresa estaba completamente reorganizada. [22]
Además de sus problemas, REL estaba constantemente corto de magnetrones, que fueron construidos por General Electric en los EE. UU., CRT para las pantallas o la multitud de otros tubos de vacío convencionales que utilizaba el sistema. Luego, en medio del desarrollo, el Reino Unido exigió que el sistema se actualizara para admitir el uso de IFF . [15] Al carecer de una unidad IFF propia, se utilizaron aparatos británicos, que demostraron interferir con los ZPI, que operaban en frecuencias similares. [23]
A pesar de todos estos problemas, REL entregó 314 juegos a fines de 1942, y estos reemplazaron rápidamente al antiguo Mk. II se establece en emplazamientos de AA en todo el Reino Unido. Los APF con sede en el Reino Unido formaron la columna vertebral de la dirección AA del área de Londres durante la Operación Steinbock a principios de 1944, el último esfuerzo de bombardeo alemán concertado con aviones tripulados. [24] Uno de los primeros usos del III (C) en Canadá fue como sistema de búsqueda de superficie para detectar submarinos en el río San Lorenzo .
En 1943, la necesidad del Mk. Las unidades III se habían secado con la inminente llegada de las unidades SCR-584 de Estados Unidos. El Reino Unido canceló su pedido en enero de 1944, lo que supuso un duro golpe para REL. [25] De los 667 Mk. III (C) finalmente se completaron, 600 se enviaron al Reino Unido, de los cuales aproximadamente la mitad se usaron en el campo en Europa como unidades móviles y la otra mitad se usó en emplazamientos estáticos en el Reino Unido. El pequeño número de Mk. Los III (C) enviados a Australia resultaron casi inutilizables como se entregaron, y tuvieron que ser reconstruidos extensamente para que fueran operativos. [26]
GL Mk. III (B) producción
Después de que se entregó el primer juego de magnetrones experimental en abril de 1941, BTH continuó el desarrollo de su Mk. III, introduciendo un Modelo B en julio de 1941. Esto condujo a un pedido de 28 prototipos construidos a mano, cinco de los cuales se entregaron entre diciembre y abril de 1942, llegando a solo ocho a finales de año. Junto con el pedido del prototipo, también se había realizado un pedido de otros 900 modelos de producción en julio de 1941. Este último pedido se incrementó posteriormente a 1.500, 500 cada uno de BTH, Standard Telephones and Cables y Ferranti . El primero de estos modelos llegó en diciembre de 1942. [8]
Desde BTH's Mk. III (B) tuvo su diseño congelado en algún momento más tarde que el modelo canadiense, presentó una serie de mejoras que produjeron un diseño mucho más práctico. La principal de estas diferencias fue el montaje de las antenas en un gran poste de metal, el rotor , que se proyectaba hacia abajo a través del techo hasta el piso del remolque donde se asentaba en un cojinete. En lugar de intentar rotar las alimentaciones de microondas, el III (B) montó los componentes de radiofrecuencia en el mástil y luego los alimentó a través de cepillos convencionales. Esto permitió que las antenas, en la parte superior del mástil, giraran fácilmente bajo el control del operador que giraba un gran volante. Esto eliminó la necesidad de rotar toda la cabina y simplificó enormemente el carro. [27]
Varios otros detalles también cambiaron, en particular la eliminación de la electrónica necesaria para comparar las señales izquierda / derecha y arriba / abajo, y la falta del sistema de "colocación de velocidad". Esto redujo el recuento de válvulas de 120 a 60, un problema importante en esa época, que hizo que el diseño resultante fuera más pequeño, más móvil y aproximadamente a la mitad del costo. [28] Un cambio menor fue el uso de cubiertas de tela estiradas sobre la antena y fijadas al borde exterior de los reflectores parabólicos. Con las cubiertas en su lugar, los ensamblajes parecen dos discos planos, una manera fácil de diferenciarlos de la versión canadiense.
Fue en este punto que Fredrick Lindmann intervino. No estaba impresionado por el fuego antiaéreo, y afirmó que bombardeando las casas de las personas que los fabricaron destruirían más bombarderos alemanes que cualquier cantidad que las armas guiadas por radar pudieran esperar. por. Sugirió cancelar la orden de producción para permitir que las empresas británicas se concentren en el radar H2S que permitiría a los bombarderos británicos tener un alcance libre sobre Alemania, y relegar los radares AA al modelo canadiense que parecía estar disponible más rápidamente de todos modos. [8]
En este punto, estalló una escasez de válvulas electrónicas ("tubos") ya que todos los servicios en el Reino Unido exigieron nuevos sistemas de radar. Frederick Alfred Pile , el general a cargo de AA, no se hacía ilusiones sobre dónde encajaba el Ejército en el programa de prioridades. Los retrasos se prolongaron y no fue hasta finales de 1943 que hubo suficientes suministros para entrar en la producción a gran escala. [28]
En este punto, se realizó un segundo pedido de 2.000 unidades. Sin embargo, la producción total durante 1944 fue de solo 548 juegos. Para entonces, el SCR-584 de EE. UU. Estaba comenzando a llegar y era considerablemente mejor que el Mk. III (B), por lo que la producción se redujo deliberadamente. Cuando terminó la producción en abril de 1945, se habían entregado un total de 876. [29] Algunos de estos también incluían interrogadores para IFF Mark III , que se pueden distinguir por las dos grandes antenas de látigo que se extienden desde el techo de la cabina trasera.
En el campo, se notó que el III (B) podía recoger proyectiles de mortero a una distancia de aproximadamente 5.000 yardas (4.600 m). Al tomar la posición de la ronda en varios puntos durante el vuelo, fue posible calcular desde dónde se lanzó.
GL Mk. Versiones III (B)
Mk. III (B) se actualizó varias veces durante la producción, aunque estas últimas versiones son universalmente conocidas por el posterior AA No. 3 Mk. 2 nombre, el Mk. 1 siendo el III (C). [C]
El Mk. La versión 2/1 agregó seguimiento automático que permitió al operador fijarse en un objetivo y luego hacer que la electrónica lo siguiera automáticamente sin más intervención manual. El / 2 era un sistema de modo dual cuyas pantallas podían usarse para antiaéreos o en el papel de Coast Defense. El / 3 también tenía seguimiento de bloqueo, pero utilizó un modelo desarrollado por el Comando AA en lugar del Establecimiento de Investigación y Desarrollo de Radar del Ejército (RRDE). El / 5 era un / 2 con el mismo seguimiento de bloqueo que el / 3. El AA No. 3 Mk. 2 (F) era un No. 3 no modificado utilizado por el Ejército de Campaña como radar de localización de morteros .
Fue el AA No. 3 Mk. 2/4 que logró el único uso duradero del Mk original. III diseño. Este fue un AA No. 3 Mk. 2 con circuitos adicionales que permitieron compensar la base de tiempo con el equivalente a 30.000 yardas (27.000 m) o 60.000 yardas (55.000 m). Esto proporcionó tres conjuntos de rangos, 0 a 32,000, 30,000 a 62,000 y 60,000 a 92,000 yardas. Esta versión se utilizó como un sistema meteorológico para medir los vientos en altura mediante el lanzamiento de globos meteorológicos con reflectores de radar que permitían su seguimiento durante períodos prolongados. El Mk.2 / 4 se usó ampliamente a fines de la década de 1950 en esta función.
Otros radares GL
Mientras que el desarrollo del Mk. III arrastrado, el Ejército inició un programa de choque para desarrollar un sistema intermedio utilizando la misma electrónica de banda de 1,5 m que se utiliza ampliamente en otros radares. Conocido como "Baby Maggie", no está claro si se le asignó un número en la serie GL original, aunque fue nombrado usando la nueva nomenclatura como AA No. 3 Mk. 3. [31]
El historiador de la Artillería Real registra que 'Baby Maggie' se originó en el teatro mediterráneo con la 62ª Brigada Antiaérea , que comandó las unidades AA en la invasión aliada de Sicilia (Operación Husky). Fue pensado como una alternativa liviana a los voluminosos equipos GL de dos cabinas, capaz de aterrizar en playas abiertas. Improvisado a partir de los componentes existentes del Searchlight Control Radar (SLC) y reducido a lo esencial, su transmisor, receptor, antena y pantalla operativa se alojaron en un solo remolque de dos ruedas remolcado por un camión de 3 toneladas. Tenía un rango de detección máximo de 20,000 yardas (18,000 m) dependiendo de la ubicación, y para propósitos de artillería podía rastrear desde 14,000 yardas (13,000 m) hacia adentro. Se entregaron doce juegos a las tropas AA pesadas desplegadas en la primera fase de los desembarcos de Husky, y se emplearon nuevamente para los desembarcos en Salerno ( Operación Avalancha ). La actuación de Baby Maggie en acción fue decepcionante, no por defectos en el radar, sino por fallas mecánicas causadas por una marcha brusca. El chasis del remolque estaba sobrecargado y, en pendientes pronunciadas, la parte superior de la cabina ensuciaba el vehículo tractor, con los consiguientes daños. Fue abandonado después de Salerno. [32]
Varias fuentes afirman que se enviaron 50 Baby Maggies a la URSS. Si estos son los mismos que los informes del 50 GL Mk. III está siendo enviado, o si 50 de Baby Maggie y otros 50 Mk. III (B) fueron enviados, no está claro. Algunas unidades vieron el uso de la posguerra en la India para el seguimiento de globos meteorológicos. [33]
Desarrollo del Mk. III continuó durante el período mientras se desplegaba el SCR-584. Esto llevó a un nuevo modelo en 1944, el AA No.3 Mk. 4, nombre en código "Glaxo". Solo se produjeron unos pocos Glaxos durante las últimas etapas de la guerra.
El desarrollo posterior del mismo diseño bajo el nombre en clave del arco iris "Blue Cedar" produjo un diseño extremadamente exitoso que entró en servicio como AA No. 3 Mk. 7. Mk. 7 permaneció en uso como el radar de colocación de armas principal del Reino Unido hasta que las grandes armas AA se retiraron del servicio a fines de la década de 1950. El Mk. 7 también se usó como iluminador para un misil tierra-aire de primera línea , Brakemine . [34]
Descripción
Esta descripción se basa en el modelo británico Mk. Modelo III (B). En términos generales, el Mk. III (C) sería similar, con la excepción de los detalles de la disposición mecánica del remolque y la cabina.
Diseño del equipo
El Mk. III fue construido sobre un remolque de cuatro ruedas de cinco toneladas fabricado por Taskers de Andover . La cabina fue construida por Metro-Cammell , un constructor de vagones de ferrocarril. La cubierta del frente 1 / 4 del remolque era altura de la cintura, proporcionando espacio para el eje delantero a steer durante el remolque. Inmediatamente detrás de las ruedas, el chasis bajó, con la parte trasera más cerca del suelo. La cabina principal estaba situada en la parte superior de esta sección inferior, con guardabarros que dejaban espacio alrededor de las ruedas traseras.
Las antenas de radar estaban montadas en un gran poste de metal que se extendía desde la parte superior de la cabina. Un marco complejo justo encima del techo permitió que las antenas giraran verticalmente, controladas por un brazo montado detrás del reflector parabólico derecho ( plato ). Los dos platos estaban montados a ambos lados del poste, con un espacio entre ellos. Las antenas IFF, si están montadas, se extienden desde las dos esquinas traseras superiores de la cabina. El área frontal más alta del remolque montaba un generador y cajas de madera para el almacenamiento de repuestos y herramientas.
Para ponerlo en funcionamiento, el remolque se estacionó en un terreno convenientemente plano y los frenos se bloquearon. A continuación, se sacaron del remolque tres gatos niveladores, uno a cada lado en la parte delantera donde el escalón del chasis se encontraba con la cabina, y otro desde la parte trasera de la cabina. Luego, los gatos se usaron para nivelar la cabina usando niveles de burbuja . A continuación, se levantaron las antenas de radar, se puso en marcha el generador y pudieron comenzar las operaciones. La configuración completa tomó aproximadamente 20 minutos, y se requirieron 3 minutos para calentar los componentes electrónicos.
Todo el sistema, incluido el remolque, pesaba más de 9 toneladas largas (9.100 kg), tenía 4,3 m (14 pies) de altura con las antenas elevadas o 3,8 m (12,5 pies) con ellas bajadas para el transporte, tenía poco más de 6,7 m (22 pies). ) de largo y 9,5 pies (2,9 m) de ancho, extendiéndose hasta 15,5 pies (4,7 m) de ancho con los gatos niveladores desplegados.
Detalles de la señal
El sistema fue impulsado por un alternador impulsado por motor de 440 Hz montado en la parte delantera de la cabina. [27] Esto alimentó la electrónica, así como un motor en la antena parabólica que hizo girar la antena a 440 rpm. El mismo motor también accionaba un pequeño alternador bifásico cuyas fases relativas giraban en sincronía con la antena receptora. [35]
El transmisor constaba de un solo magnetrón, inicialmente de 100 kW pero hasta 350 kW en versiones posteriores. Produjo un pulso de 1 microsegundo a la misma frecuencia de 440 Hz que el alternador principal. Esto produjo una frecuencia de repetición de pulsos (PRF) de 440 Hz, muy baja para un radar de este tipo. [36] A modo de comparación, el radar alemán de Würzburg , el Mk. La contraparte de III, tenía un PRF de 3.750, lo que proporciona una señal mucho mejor en recepción. [37]
El receptor constaba de dos unidades superheterodinas . El primero utilizó un klistrón sintonizable y un detector de cristal para producir una frecuencia intermedia (FI) de 65 MHz que luego pasó por un amplificador de dos etapas. Luego, el resultado se mezcló hasta obtener una nueva FI de 10 MHz y en un amplificador de tres etapas. Un rectificador final produjo una señal que se introdujo directamente en las placas de deflexión del eje Y de los CRT. [27]
El CRT para alimentar la señal dos estaba controlado por la fase del alternador más pequeño. La salida se envió a una caja de interruptores que comparó la fase relativa de las dos señales, enviándola a una de las cuatro salidas, girando de arriba a derecha, abajo e izquierda. Los canales derecho y ascendente pasaron por retrasos. [35]
Exhibiciones e interpretación
El Mk. III usó un sistema de visualización de tubo de rayos multicatodo (CRT) algo complejo conocido como Unidad de Presentación , construido por The Gramophone Company ( EMI ).
Las pantallas de radar típicas de la era medían el rango comparando el parpadeo del retorno con su posición en la cara del CRT. La medición contra una escala puede ofrecer una precisión de alcance del orden de 200 a 400 yardas (180–370 m) en el Mk. Los CRT de 15 cm (6 pulgadas) de III, mucha menos precisión de la necesaria para el papel de colocación de armas. Para solucionar este problema, el Mk. III usé dos visualizadores de rango, grueso y fino. La pantalla burda, colocada aproximadamente al nivel de los ojos en la consola, era una pantalla clásica de alcance A , que mostraba todos los puntos dentro del rango del radar, normalmente 32,000 yardas (29,000 m). [35]
Un gran volante que se proyectaba desde la consola a la altura de la rodilla hacía girar un gran potenciómetro cuya salida se enviaba a un gran condensador . Cuando el capacitor alcanzó un voltaje preseleccionado, activó un segundo generador de base de tiempo establecido a 6 microsegundos, o en el caso del viaje de ida y vuelta del radar, 1,000 yardas (910 m). La salida de esta base de tiempo se invirtió y se mezcló con la señal en la pantalla gruesa, lo que provocó que apareciera una línea extendida brillante a lo largo de la parte inferior de la línea de base, conocida como luz estroboscópica . A medida que el operador giraba el volante, la luz estroboscópica se movía hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la pantalla, permitiendo la selección de un objetivo particular al centrarlo dentro de la luz estroboscópica. [35]
Mover la luz estroboscópica permitió al operador de rango seleccionar objetivos dentro de la "ventana" de 1,000 yardas. Esta ventana llenó la pantalla de rango fino; También era una pantalla de 6 pulgadas, por lo que en esta pantalla cada pulgada representaba unos 50 metros (160 pies), lo que ofrecía una precisión mucho mayor. En funcionamiento, el operador giraba continuamente el volante en un esfuerzo por mantener la señal exactamente centrada en la pantalla, medida contra un alambre de metal fino estirado sobre la cara del tubo. Esto permitió una salida de rango continuo con una precisión del orden de 25 yardas (23 m), más que lo suficientemente precisa para el papel de colocación de armas. A la derecha de la pantalla fina había un dial mecánico con un puntero grande que mostraba el rango actual seleccionado por el volante. [35]
Una base de tiempo aún más rápida, de 4 microsegundos de duración, se activó en el centro de la luz estroboscópica. Solo esas señales en esta ventana de 650 yardas (590 m) se enviaron a las pantallas de elevación y rumbo, por lo que sus pantallas mostraban solo el único parpadeo seleccionado en la luz estroboscópica. Esto eliminó la necesidad de que tuvieran una pantalla de curso. En cambio, sus estaciones tenían solo el equivalente a la pantalla fina, reposicionada al nivel de los ojos para facilitar la lectura. La ubicación de la pantalla vacía en el panel inferior donde normalmente estaría la pantalla fina se usó en cambio para mantener los diales mecánicos que mostraban el rumbo o la altitud actual. El operador de rumbo se sentó a la izquierda del operador de rango y el operador de altitud a su izquierda. Esto permitió que un solo operador en la pantalla de rango alcanzara el volante de dirección con facilidad, aunque la rueda de altitud era algo accesible. [35]
Aunque este método de escaneo permitió una medición precisa del ángulo del objetivo, no indicaba directamente en qué dirección girar la antena para centrarla; esto se podía ver en la fuerza del blip ascendente y descendente, pero en la práctica, esto era demasiado. rápido de seguir visualmente. Aquí es donde entraron en juego los retrasos eléctricos en la caja de interruptores. Al retrasar la señal de la derecha en comparación con la izquierda, la pantalla resultante muestra dos picos separados horizontalmente. Estos estarían aproximadamente centrados dependiendo de la precisión del operador de rango. La señal más alta estaba en la dirección de girar; si la señal izquierda era más grande, el operador necesitaba girar la antena hacia la izquierda. la pantalla arriba / abajo funcionaba igual, aunque el operador tenía que "rotar" la imagen en su cabeza. [35] [d]
Técnica operativa
Dado el ángulo limitado que el Mk. III escaneado, 10 grados como máximo, el sistema normalmente estaba emparejado con un segundo radar con un patrón de escaneo mucho más amplio. En el caso del AA No. 4, esto proporcionó un escaneo completo de 360 grados que se mostró en un indicador de posición del plano . [38] Los operadores de este segundo radar llamarían a los contactos del Mk. III, que girarían su antena hasta el rumbo indicado y luego moverían la antena verticalmente para encontrar el objetivo. Cuando se veía una señal en la pantalla de rango grueso, el operador de rango movía la luz estroboscópica a su posición y, a partir de ese momento, todos los operadores movían sus controles continuamente para crear un seguimiento suave. [35]
El control de rango se conectó a un potenciómetro y se midió el rango electrónicamente. La elevación y el acimut se midieron mediante la posición física de la antena. Al girar los volantes en estas posiciones, el conjunto del rotor se movía a través de motores selsyn , y la posición actual se retroalimentaba a la pantalla del operador mediante magslips , mejor conocidos hoy como synchros . La salida de los magslips también se amplificó y se envió a conectores externos, donde podrían usarse para crear pantallas adicionales en ubicaciones remotas. Estos normalmente se enviaban a las entradas de las computadoras analógicas de artillería , conocidas como predictores . [36]
Uso de IFF
Ya en 1940, algunos aviones británicos estaban equipados con el IFF Mk. II , y para cuando el Mk. Los radares III se introdujeron en 1943, muchos aviones estaban equipados con IFF Mk. III . Estos consistían en un transpondedor instalado en la aeronave que estaba sintonizado a una frecuencia preseleccionada, y cuando escuchaba una señal en esta frecuencia, enviaba una señal corta propia en una frecuencia preseleccionada diferente. [39]
GL Mk. III estaba equipado opcionalmente con el interrogador correspondiente . Cuando el operador del radar presionaba un botón, el interrogador enviaba señales periódicas en la frecuencia seleccionada a través de una gran antena de látigo montada en la esquina trasera de la cabina. La señal de respuesta del transpondedor se recibió en una segunda antena en la esquina trasera opuesta de la cabina, se amplificó y se envió a las pantallas. Esta señal se mezcló con el propio receptor del radar, lo que provocó que la nueva señal se mostrara directamente detrás del blip. En lugar de una forma de campana pronunciada , una señal que respondiera al desafío IFF tendría una extensión rectangular detrás, lo que permitiría al operador ver fácilmente qué aviones eran amigos. [40] [41] En la práctica, la selección de IFF a menudo era manejada por el radar de búsqueda antes de que pasaran al GL, y los ajustes IFF en GL no eran universales.
Uso meteorológico
El Mk. El uso más duradero de III fue para mediciones meteorológicas de vientos en el aire mediante el seguimiento de reflectores de radar colgados de globos meteorológicos . Para medir la velocidad, se montó un cronómetro cerca de la pantalla de rango y se tomaron lecturas cada minuto.
Como los globos a menudo salían del rango nominal de 32,000 yardas del radar, estas versiones estaban equipadas con un dispositivo Range Extender. Este era un multivibrador monoestable, conocido como One-Shot o Kipp Relay, que activaba la base de tiempo aproximada, compensando su punto de inicio para que no se activara inmediatamente después de la transmisión, sino un tiempo seleccionado después de eso. El extensor tenía configuraciones para 30,000 o 60,000 yardas, por lo que el sistema podía rastrear los globos en tres ventanas generales, 0 a 32,000 yardas, 30,000 a 62,000 y 60,000 a 92,000.
Estas unidades se produjeron después de que se cambió el nombre y se conocieron universalmente como AA No. 3 Mk. 2/4.
Notas
- ^ Es difícil encontrar una única referencia que establezca claramente este hecho bien conocido, aunque la física involucrada puede entenderse en la ecuación de transmisión de Friis y el límite de Chu-Harrington . Un desarrollo completo se encuentra en The ARRL Antenna Book.
- ^ Otras fuentes, incluido Wilcox, pusieron la fecha en abril.
- ↑ La nomenclatura parece haber sido cambiada en el otoño de 1943 o 1944. La única referencia al cambio de nombre es pasajera en las historias de la Unidad de Ubicación de Radio Canadiense No. 1, que describe que la unidad estuvo activa durante algún tiempo antes de ser le dijo a su Mk. Los IIIC "serían reemplazados durante diciembre". Como el Mk. III (C) se introdujo operativamente en 1943 y se reemplazó por el SCR-584 a principios de 1945, lo que sugiere que el cambio de nombre tuvo lugar a finales de 1944. [30]
- ^ No se menciona por qué no rotaron la pantalla de elevación para que aparecieran los puntos arriba y abajo en lugar de la izquierda y la derecha. Esto es trivial y era común en otros radares.
Referencias
Citas
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enlaces externos
- El uso de GL3 Radar en la Met Office por Bill Wallace, explica el uso del No.3 Mk.2 / 4 como instrumento meteorológico.
- La restauración de un radar, AA, No3 Mk2 , dos Mk abandonados. 2 se están convirtiendo en una versión restaurada.
- La Unidad de Radiolocalización (Radar) GL III (c) contiene una serie de imágenes durante la guerra de una unidad canadiense que se entrena en el Mk. III.
- Esta carta proporciona un esquema completo de un GL Mk. Sitio AA equipado con III.