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Tipo 277
La Royal Navy durante la Segunda Guerra Mundial A24893.jpg
Antena tipo 277 en HMS Swiftsure
País de origenReino Unido
Introducido1943 ( 1943 )
EscribeBúsqueda de la superficie del mar, alerta temprana
Frecuencia2950 ± 50 MHz (banda S)
PRF500 Hz
Amplitud de rayo6.2º
Ancho de pulso1,8 o 0,7 µs
RPM0 hasta 16  rpm
Abarcar1 a 11 NM (1,9 a 20,4 km)
Diámetro4,5 pies (1,4 m)
Azimut360º
Precisión~ 2º, rango de 250 yardas
Poder500 kilovatios
Otros nombresTipo 276, 293
RelacionadaTipo 271/2/3, 294/5, 980 a 984, CD No 1 Mk. VI, AMES Tipo 50 a 56

El Tipo 277 era un radar de alerta temprana de búsqueda de superficie y aeronaves secundarias utilizado por la Royal Navy y sus aliados durante la Segunda Guerra Mundial y la era de la posguerra. Fue una actualización importante del anterior radar Tipo 271 , que ofrecía mucha más potencia, mejor procesamiento de señales, nuevas pantallas y nuevas antenas con un rendimiento muy mejorado y requisitos de montaje mucho más simples. Permitió instalar un radar con un rendimiento que antes solo se encontraba en cruceros y acorazados, incluso en las corbetas más pequeñas . Comenzó a reemplazar al 271 en 1943 y se generalizó a finales de año.

El Tipo 271 fue uno de los primeros radares de frecuencia de microondas en entrar en servicio, cuando el diseño de la electrónica de microondas estaba en su infancia. Mientras todavía se estaba instalando para escoltar barcos durante 1941 y 1942, se hicieron grandes avances en la técnica en magnetrones de cavidad , guías de ondas , diseño de antenas y electrónica general. Esas actualizaciones que podían combinarse fácilmente con los sistemas existentes se convirtieron en los modelos 271 Mark IV, mientras que las que requerían más tiempo para desarrollarse se conocían originalmente como Mark V. Dada la magnitud de los cambios, en marzo de 1943 los Mark V fueron rebautizados como Mark V. 277 series.

El 277 usó un magnetrón de 500 kW, en comparación con los 5 kW del 271, agregó una antena de ganancia mucho mayor que se estabilizó en el tono, reemplazó las señales del cable coaxial con una guía de ondas y agregó un sistema de indicador de posición de plano (PPI) con varios controles remotos. muestra. Mientras que el 271 ofrecía un rendimiento de aproximadamente 3 millas (4,8 km) contra un submarino y tenía que comunicarse con los comandantes por tubo de voz , el 277 estaba limitado solo por el horizonte del radar y podía leerse directamente en el puente en barcos más grandes.

El 277 generó varias versiones modificadas, incluido el Tipo 276 para destructores y el Tipo 293 para advertencia aérea dedicada. Estos eran tan poderosos que fueron adaptados para otros roles por el ejército británico para observación de costas y avistamiento de artillería, y la Royal Air Force como Chain Home Extra Low para contrarrestar los ataques de aviones alemanes a muy baja altitud. Las mejoras en la electrónica continuaron, dando lugar a los modelos P y Q que llegaron en 1945. Los modelos Q permanecieron en servicio hasta bien entrada la década de 1950.

Historia

Tipo 271

El 271 estaba protegido por un radomo de "linterna" único y montado directamente en el techo de la cabina del operador del radar. Aquí se ve en HMCS Sackville .

El Tipo 271 fue uno de los primeros radares de frecuencia de microondas en entrar en servicio, y el primer ejemplo entró en pruebas en marzo de 1941 y se declaró operativo en mayo. En ese momento, todo el campo de las microondas estaba en su infancia, el magnetrón de cavidad requerido y los detectores de cristal sellados se habían desarrollado solo un año antes. Sin embargo, el 271 demostró ser un dispositivo extremadamente útil, lo suficientemente pequeño como para caber en corbetas y con suficiente resolución óptica para detectar un submarino dentro de aproximadamente 3 millas (4,8 km). [1]

El Tipo 271 original estaba destinado a barcos pequeños donde la antena se podía colocar directamente en la parte superior del puente. El operador balanceaba manualmente la antena de un lado a otro usando un volante conectado a un eje que atravesaba el techo. El Tipo 272 reemplazó el eje con un cable Bowden y actualizó la electrónica para permitirle enviar sus datos a través de hasta 40 pies (12 m) de cable coaxial , destinado a permitir que la antena se monte en el mástil de tamaño mediano. barcos como destructores . En la práctica, el 272 se consideró un fracaso. [2]

El Tipo 273 era similar al 272 pero reemplazó la antena de "queso" original con un reflector parabólico mucho más grande con una ganancia de antena mucho mayor , más que compensando las pérdidas en el cable. Debido a que este estilo de antena tenía un haz de lápiz en lugar del haz en forma de abanico de la antena estilo queso, para mantenerla apuntada al horizonte mientras el barco cabeceaba y rodaba, necesitaba estabilizarse mecánicamente utilizando una plataforma giroscópica . Esta versión estaba destinada a barcos más grandes como cruceros y acorazados que tenían un amplio espacio en su mástil para instalar una antena más grande. Estas versiones demostraron ser extremadamente exitosas y pronto fueron recogidas por el ejército británico.para defensa costera. [3]

Modelos Q

El papel más famoso de 273Q fue permitir al HMS Duke of York cazar a Scharnhorst en la Batalla del Cabo Norte . La linterna está aproximadamente a la mitad del mástil.

Mientras se instalaba la mayor parte de las 271 unidades, se estaban logrando grandes avances en la electrónica relacionada con el uso de microondas. Los detectores de cristal, un componente clave necesario para los receptores de microondas prácticos, se mejoran constantemente. Los nuevos modelos llegados de los Estados Unidos eran más robustos que los primeros modelos del Reino Unido y tenían mucho menos ruido electrónico, desde aproximadamente 20  dB de los primeros modelos utilizados en los prototipos 271, hasta tan solo 14 dB en 1943. El magnetrón se sometió a varios mejoras rápidas en los niveles de potencia, primero en el rango de 100 kW, y en 1943 comenzaba a acercarse a 1 MW. Estas dos mejoras por sí solas ofrecieron la posibilidad de aumentar drásticamente el alcance de un sistema de radar. [4]

Durante el mismo período, el arte del diseño de guías de ondas y bocinas de alimentación fue mejorando rápidamente, reemplazando los cables coaxiales más antiguos y las antenas dipolo que tenían pérdidas significativas en las frecuencias de microondas. Los diseños de los reflectores y los soportes estabilizados necesarios para apuntarlos con precisión también estaban mejorando. Un avance clave fue el suave tubo Sutton que permitió utilizar una sola antena tanto para la transmisión como para la recepción. Finalmente, los nuevos conceptos en el procesamiento de señales permitieron la construcción de los primeros sistemas de bloqueo de radar , que permitieron que un radar rastreara automáticamente un objetivo con precisiones mucho más allá de lo que un operador humano podría lograr. [5]

Después de algunas consideraciones, se decidió incorporar varias de las mejoras más simples en un nuevo diseño, los modelos "Q", también conocidos como Mark IV. Estos usarían los magnetrones CV56 más nuevos a 70 kW junto con un nuevo sistema de guía de ondas para alimentar las antenas. Después de cambios menores como resultado de las pruebas de campo, los primeros modelos Q de producción se instalaron en mayo de 1942 y habían reemplazado en gran medida a los modelos anteriores a fines de 1943. [6]

Mark V

Con los principales problemas con el 271 resueltos por los modelos Q, quedaba un problema importante. El Tipo 272, la versión de lectura remota del 271 original, generalmente se consideró un fracaso. La unidad siguió siendo difícil de montar y la gran distancia entre ella y la electrónica del receptor condujo a un rendimiento deficiente. [7]

La introducción del tubo suave de Sutton permitió que se utilizara una sola antena tanto para la transmisión como para la recepción, y esto se vio como una forma de ayudar a abordar este problema. El menor peso de una sola antena permitiría utilizar un reflector más grande, compensando las pérdidas en la conexión larga de la misma manera que la 273. Además, a medida que se comprendía mejor el concepto de guía de ondas, fue posible construir una guía de ondas con un junta rotatoria. Esto permitiría reemplazar el cable coaxial con una guía de ondas, lo que permitiría una rotación de 360 ​​grados [a] y reduciría en gran medida las pérdidas de señal. [8]

Finalmente, se tomó la decisión de cambiar a dos nuevos diseños de antenas. Uno usaría el reflector de 4.5 pies (1.4 m) de las versiones de Defensa Costera del Ejército del 271, mejorando aún más la ganancia sobre el 3 pies (0.91 m) 273. Como solo había uno de estos "platos", esto podría montarse en un herraje estabilizado incluso en el techo de las escoltas más pequeñas. Esto se conoció como el Tipo 271 Mark V. Una segunda versión, conservando la antena original estilo queso, se colocaría en una nueva carcasa y se convertiría en el Tipo 272 Mark V para destructores. El peso ligero de esta antena permitió que se montara incluso en un mástil relativamente pequeño. No se necesitaría un 273 separado, el 271 Mark V más grande también podría usarse en barcos más grandes que ya tenían espacio para montarlo. Aunque el 272 Mark V tendría la antena más pequeña,el nuevo magnetrón aumentaría tanto su potencia que se esperaba que su rendimiento coincidiera al menos con el 273Q original.[9]

Sistema de prototipos

El principal problema con la adaptación del nuevo magnetrón fue que su salida de 500 kW exigía un suministro de energía de 1 MW. Esto requirió un nuevo diseño utilizando un modulador de línea de descarga de diseño mucho más robusto, ya que no solo alcanzó una potencia máxima más alta, sino que su salida continua promedió 1 kW. [8]

Para probar el sistema en su conjunto, se construyó una versión experimental del nuevo sistema, el Tipo 273S Mark V, durante el verano de 1942. Consistía en una cabina de operación montada en un carro de armas que permitía rotarlo. En la parte superior de la cabina había una antena que consistía en un solo reflector tipo queso alimentado por una guía de ondas agrandado a 15 por 2,5 pies (4,57 por 0,76 m). Esto fue probado en la costa cerca de RAF Ventnor . [10]

Durante este período, la Armada estaba introduciendo el radar Tipo 281 para advertencia aérea en barcos más grandes. Este sistema de longitud de onda métrica se montó relativamente bajo en los barcos y, por lo tanto, tenía un horizonte de radar limitado. Las aeronaves solo se volvían visibles para el radar a 40 millas (64 km) si volaban por encima de los 4.000 pies de altitud, y había un fuerte deseo de "llenar el vacío" por debajo de esta altitud. Se generó un interés considerable por los nuevos Mark V y si podrían adaptarse a este papel secundario. [7]

Para probar este concepto, el 273S se modificó aún más con la adición de un receptor IFF Mark III separado en la parte superior del queso. Su antena consistía en una serie de postes verticales montados a lo largo de la parte posterior del queso, con una red metálica colgada de los postes para formar una segunda sección cilíndrica. Se colocó una antena Yagi estándar de dos elementos frente al reflector. [11]

Después de la modificación, fue llevado a un sitio de prueba del Ejército en el norte de Gales en Great Orme , a unos 460 pies sobre el nivel del mar. [10] En pruebas entre diciembre de 1942 y febrero de 1943, demostró su capacidad para detectar un Bristol Beaufighter a 130 km (80 millas) mientras volaba a 8.000 pies de altitud. A esa altitud, el horizonte del radar era de aproximadamente 110 millas (180 km), por lo que este fue un rendimiento excelente. Esto fue cuando se giró manualmente en forma de A-scope , se esperaba que esto se redujera a quizás 60 millas (97 km) en un sistema PPI que giraba de 2 a 4 rpm. [12]

Tipo 277T

En marzo de 1943, durante un ejercicio de cambio de nombre, el 271 y el 272 Mark V se convirtieron en el Tipo 277 y el Tipo 276, respectivamente. Al mismo tiempo, el 273S Mark V pasó a llamarse 277T. [7] [b]

El rendimiento en Orne fue tan impresionante que se ordenó la producción del 277T en Allen West & Co., Metrovick y Marconi Company para su uso en el Ejército y la Royal Air Force (RAF) como Chain Home Extra Low (CHEL). El primer modelo de producción llegó en marzo de 1943 y se puso en funcionamiento en Capel-le-Ferne , Dover. Esto demostró ser extremadamente efectivo contra los asaltantes "tip-n-run" de Focke-Wulf FW 190 que habían estado causando tantos problemas durante este período. El 277T pudo detectarlos poco después de que pasaran la costa francesa. [13] El sistema pudo proporcionar una advertencia aérea del inminente ataque a la escuela Ashford.en marzo de 1943, salvando la vida de los estudiantes de la Escuela de Niñas. [12] [14]

El tipo 277S (para estático, como sin movimiento) presentó una mejora adicional en el sistema de montaje, reemplazando el remolque de armas con un carro de diseño personalizado. Estos comenzaron a llegar a mediados de 1943, siendo el primero enviado a Sæból, Islandia . Algunas unidades fueron enviadas al continente durante los desembarcos del Día D. [12]

Tipo 277X

Mientras el 277T probaba el rendimiento general de la electrónica, se avanzaba en la versión naval del sistema de antena en un sistema único conocido como 277X. El nuevo plato de 4.5 pies estaba hecho de chapa prensada y montado en un soporte de horquilla (o horquilla). El eje de elevación del yugo tenía un motor en uno de los cojinetes para proporcionar estabilización vertical. Un giroscopio en el motor proporcionó la referencia del horizonte. La guía de ondas se colocó en el cojinete opuesto al motor vertical, subiendo y sobre la parte superior del reflector y luego directamente hacia abajo por la parte delantera con un orificio en el medio para proporcionar la bocina de alimentación. Tener la guía de ondas recorrida por toda la cara significaba que podía conectarse al reflector en la parte superior e inferior, proporcionando un excelente soporte mecánico.[15]

No se requirió estabilización horizontal ya que la antena giraba continuamente y se hacía referencia al norte con una brújula de lectura remota . La velocidad de rotación se puede controlar entre 0 y 16 rpm, además de ofrecer un modo de apuntado controlado manualmente. La elevación también se puede ajustar a mano, desplazándola del horizonte provisto por el giroscopio, lo que le permite escanear en ángulos más altos si es necesario. Se utilizaron dos pantallas, una PPI de la pantalla experimental Outfit JE de EMI y una segunda pantalla utilizada para medir el rango. El último, desarrollado por el Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones (TRE) del Ministerio del Aire, utilizó un cursor [c]eso le permitió al operador seleccionar un "parpadeo" en la pantalla y leer la elevación y usar la medición de rango para resolver la altitud. [15]

El 277X se montó en Saltburn para las pruebas, a pesar del punto de montaje anormalmente bajo de este barco a 27 pies (8,2 m) sobre la línea de flotación. No hubo preocupación por el desempeño; el nuevo transmisor y la ganancia de antena enormemente mejorada significaron que el sistema estaba proporcionando aproximadamente 25 veces la energía del haz. Para esta instalación, la guía de ondas tenía aproximadamente 100 pies (30 m) de largo, lo que en teoría resultó en pérdidas de solo 3 dB. [d] En la práctica, encontraron que las diversas curvas y otros efectos producían reflejos y un acoplamiento ineficaz entre el receptor y la guía de ondas. Esto no se había visto en el 277T debido a su funcionamiento mucho más corto, pero nuevos experimentos en esos sistemas confirmaron el problema y se desarrollaron nuevas técnicas para ajustar la guía de ondas. [dieciséis]

Hubo dos períodos de prueba principales en Saltburn , el primero del 8 al 20 de abril de 1943 frente a Lough Foyle , y el segundo del 2 al 5 de mayo frente a la Isla de Man . El mal tiempo fue un factor durante ambas pruebas, lo que condujo a pruebas menos que satisfactorias contra aviones. Pudieron demostrar la detección contra un bombardero mediano a 40 millas (64 km) en el PPI y el hallazgo de altura a 20 millas (32 km). El mal tiempo tuvo la ventaja de demostrar que el sistema de estabilización funcionaba bien. [9]

Tipo 277

A medida que avanzaban las pruebas del 277X, se introdujo una nueva antena que usaba un reflector hecho de malla de alambre en lugar de chapa metálica. Este equipo AUK casi no tuvo ningún efecto en el rendimiento, pero era más ligero y tenía menos carga de viento. [17] Las versiones de producción del 277 con AUK comenzaron a llegar a principios de 1943 y las instalaciones se generalizaron a mediados de 1943. [18]

Tipo 276

Escriba 276 en el HMS Tuscan , utilizando la antena original estilo queso.

La idea básica detrás del 276 era usar la antena estilo queso 271Q original y un tubo Sutton suave para permitir que el receptor y el transmisor compartieran una sola antena. Esto reduciría el tamaño y el peso de la instalación en la parte superior del mástil. Cuando se combina con el nuevo magnetrón del 277 y el uso de una guía de ondas, se calculó que ofrecería casi exactamente el mismo rendimiento que las antenas parabólicas 273Q mucho más grandes y, por lo tanto, proporcionaría un excelente reemplazo para el 272 fallido. [19]

A medida que crecía el interés en la detección de aeronaves, se hicieron algunas estimaciones de su desempeño en esta función. La ganancia de 180 de la antena era mucho menor que la del 277 de 800. Como se había predicho, el 277 detectaría un bombardero ligero a 45 millas (72 km), esto implicaba que el 276 haría lo mismo a unas 21 millas (34 km). Se señaló que la antena de queso original de 4 pies (1,2 m) por 10 pulgadas (250 mm) tendría una cobertura vertical limitada, lo que significaba que tendría dificultades para rastrear aeronaves a mayores altitudes. A fines de 1942, se realizó una ligera modificación para disminuir el tamaño vertical a 10 pulgadas (250 mm), extendiendo el rayo más verticalmente de 10 a 20 grados a costa de cierta pérdida de ganancia. [20]

Otro cambio, aparentemente trivial en retrospectiva, fue eliminar la cúpula cilíndrica y reemplazarla con una sola hoja de metacrilato que sella la parte frontal del queso. El Outfit AUJ resultante fue significativamente más fácil de montar en el mástil de un barco que los diseños anteriores. El primer AUJ se instaló en el HMS  Tuscan . La guía de ondas en la Toscana fue ligeramente más de lo normal en 70 pies (21 m), pero cualquier pérdida en el rendimiento fue compensada por un cambio de latón a baja pérdida de cobre . [e] La antena también estaba un poco más cerca del mar, a 63 pies (19 m). [19]

En las pruebas, el 276X pudo detectar el HMS  Kempenfelt [f] a 29.000 yardas (27.000 m), efectivamente idéntico al rendimiento del 273Q desde la montura de 100 pies (30 m) en King George V , como se había predicho. [19]

Tipo 293

El combate en el Mediterráneo, especialmente durante la invasión aliada de Sicilia y el continente italiano , estuvo marcado por importantes ataques aéreos de aviones italianos y alemanes. También estuvo marcado por el desempeño relativamente pobre de la artillería antiaérea. Para mejorar su desempeño, la Armada se interesó cada vez más en un radar que se dedicaba al trazado continuo de la ubicación de los aviones a corta distancia, cuando su posición relativa al barco cambiaba rápidamente. La idea era adaptarse a todos los barcos del tamaño de un destructor y más grandes para permitir que toda la fuerza operativa operara eficazmente contra los aviones. En diciembre de 1942 se publicó un requisito formal para esta nueva función de "indicación de objetivo" o "TI". [10]

Se habían realizado algunas pruebas contra aviones utilizando las antenas parabólicas originales del 273Q en King George V , pero en general no fueron satisfactorias. El principal problema era que el uso de una mira telescópica convencional y apuntar con la mano no permitía rastrear los objetivos continuamente con precisión, y dificultaba mucho la búsqueda de más aeronaves mientras se rastreaba a otra. Una pantalla PPI, que mostraba todos los aviones alrededor del barco al mismo tiempo, ofreció una gran mejora. En julio de 1943 se llevaron a cabo más pruebas utilizando una pantalla PPI en el puente del HMS  Rother . [20]

El principal problema con el uso de los sistemas existentes para el seguimiento de aeronaves era que las nuevas antenas parabólicas tenían haces muy estrechos que no eran adecuados para escanear continuamente a los ángulos altos que deseaba la función de TI, hasta 70 grados por encima del barco. Un haz en forma de abanico como el generado por las antenas originales 271 o las nuevas 276 Cheese sería mucho más adecuado. Se desarrolló una nueva antena, Outfit AUR, que era algo más grande que las 276, con 6 pies (1,8 m) de ancho y solo 4 pulgadas (100 mm) de alto. Una instalación de este tipo, que combina la electrónica del 277 con la antena AUR, se conocería como Tipo 293. [10]

Para barcos más grandes con espacio suficiente para montar más de una antena de radar, se podrían instalar tanto el AUJ parabólico como el Queso AUR. La electrónica podría cambiar de una a otra según sea necesario. Para las escoltas mucho más pequeñas que carecían de armas antiaéreas de largo alcance, no se necesitaba ningún radar de TI de todos modos. Esto dejó un problema para los destructores y pequeños cruceros ; estos barcos carecían de espacio para montar tanto el AUJ para la búsqueda de superficie como el AUR para TI, y tendrían que arreglárselas con uno u otro. A medida que el rol de TI ganó importancia, se planeó utilizar el AUR y hacer que actuara en ambos roles. [20] El montaje fue diseñado para que las antenas 293 o 276 pudieran intercambiarse fácilmente. [19]

Para probar el rendimiento del sistema en la superficie, se instaló el primer Tipo 293X en el HMS  Janus . Este estaba conectado a la cabina del operador a través de una guía de ondas de latón de 67 pies (20 m) de largo. [g] Esto se probó entre el 27 de agosto y el 4 de septiembre de 1943 en el área de Pentland Firth . [21]

Para el papel de alerta de superficie, Janus llevó a cabo pruebas contra el HMS  Obedient que actuaba como objetivo. El 293 solo pudo detectar Obedient a 24,000 yardas (22,000 m), un rango en el que solo los 4 pies inferiores (1,2 m) de su casco aún estaban por debajo del horizonte del radar. En comparación, el 273Q había demostrado la capacidad de detectar un destructor cuando solo las partes superiores de su mástil estaban por encima del horizonte, y se esperaba que el 276 proporcionara un alcance similar. Esto significaba que el 293 estaba bastante limitado en este papel secundario. [19]

Atuendo AQR

Antena Outfit AVR tipo 293 de último modelo en la parte superior del mástil del HMS Swiftsure .

El desempeño menos que satisfactorio del 293X en el papel de superficie llevó a una reevaluación de la idea de montar el 293 en destructores. En ese momento, el 276 estaba en uso de producción y había demostrado un rendimiento mucho mejor contra aviones que el 293, aunque su rendimiento cayó contra objetivos que volaban a más de 8,000 pies de altitud, como se esperaría de su patrón de transmisión. [19]

Esto llevó a la decisión de volver a la antena de queso 271Q original para el 276, en lugar del diseño comprimido de mayor ángulo. Esto fue mejorado por una pequeña pero importante modificación; en lugar de colocar la antena en un radomo, el sistema se protegió simplemente cubriendo la parte delantera del queso con una placa de metacrilato, como en el caso del 293. Para entonces, varios destructores habían recibido el 293, y desde el otoño de 1943 estos fueron reemplazados por el 276 cuando llegaron para mantenimiento. [19]

Todas estas pruebas sugirieron que era posible un radar de superficie / TI combinado, pero la antena tendría que tener aproximadamente tres veces la ganancia de la antena AUR original. Esto llevó a otro nuevo diseño de antena, el Outfit AQR, que era más grande con 2,4 m (8 pies) de ancho y 190 mm (7,5 pulgadas) de alto. [22]En contraste con los diseños anteriores que usaban la forma del reflector para producir el haz enfocado, el AQR usaba un reflector rectangular que constaba de una gran barra de metal en la parte superior e inferior del rectángulo, y cuatro barras más pequeñas que corrían paralelas a ellas formando el cuerpo del reflector. . Esto significaba que tenía una carga de viento mucho menor que los diseños sólidos anteriores, por lo que su tamaño más grande no sobrecargó el montaje. El enfoque del haz ahora lo proporcionaba el cuerno de alimentación en lugar de la forma del reflector. Esto proporcionó una ganancia de aproximadamente 220, mucho mayor que el AUJ del 276. Cuando finalmente llegaron los AQR de producción en 1945, el AUJ fue declarado obsoleto y reemplazado por el AQR. [23]

Se estaba desarrollando una versión aún más grande del AQR, Outfit ANS, para cruceros, pero no se instaló hasta el período de posguerra. Conocido como Tipo 293Q, fue capaz de detectar cualquier aeronave a un rango de 18 millas (29 km) a cualquier altitud desde el horizonte hasta 35,000 pies. [23]

Pruebas adicionales

HMCS Copper Cliff recibió uno de los primeros accesorios de la antena Outfit AUJ, que se ve aquí de espaldas a la cámara en la mitad del palo mayor. Su tamaño relativamente pequeño y su cómodo montaje son evidentes en esta imagen.

En marzo de 1944, el 277 a bordo del portaaviones de escolta HMS Campania se utilizó en una serie de pruebas contra el avión Fairey Fulmar del barco . Campania también llevó el radar Tipo 281 más antiguo para advertencia aérea, lo que permitió a los dos realizar mediciones comparativas. Un problema con el 281 era que no ofrecía mediciones de altitud, por lo que una serie de experimentos comenzaron a usar el 281 para rastrear y el 277 para encontrar la altura. Para hacer esto, el 277 se bloqueó en azimut y luego se giró manualmente a través de la elevación para maximizar la señal. A continuación, se utilizó el ángulo para calcular la altitud. [17]

Como parte de estas pruebas, se prestó mucha atención a las capacidades de detección del 277. Esto condujo a una serie de gráficos de probabilidad que demostraron que la detección era aproximadamente lineal con el alcance de un objetivo de altitud media a 2000 pies de altitud. desde el 100 por ciento a distancias inferiores a 5 millas náuticas (9,3 km; 5,8 millas) hasta aproximadamente el 80% a 10 millas náuticas (19 km; 12 millas), hasta aproximadamente cero a 40 millas náuticas (74 km; 46 millas). [24]

Como el Tipo 276 y el Tipo 293 usaban el mismo soporte de velocidad fija de 10 rpm, no había sido posible realizar pruebas significativas de su capacidad para detectar aeronaves. Campania ahora centró su atención en la cuestión de la mejor velocidad de escaneo, realizando una serie de carreras a 10 y 16 rpm, y a una variedad de velocidades mucho más lentas utilizando el control de velocidad variable. Estos revelaron que no hubo un efecto obvio en la probabilidad de detección cuando se ejecuta a velocidades más lentas entre 2.25 y 2.5 rpm. [25]

Se dio prioridad al 277 a los barcos más grandes, donde el aumento en el rendimiento fue bienvenido, mientras que el 271Q en las escoltas ya estaba funcionando adecuadamente. A finales de 1944, la Armada se dio cuenta de los esfuerzos alemanes para adaptar el Schnorkel a su flota de submarinos. Esto llevó a que los 277 fueran priorizados para que las escoltas contrarrestaran esta amenaza. [25]

En septiembre de 1944, la corbeta HMCS Copper Cliff fue equipada con el AUJ en la parte superior de su mástil de 65 pies (20 m), en lugar de la ubicación típica en el puente. Esto le dio un horizonte de radar de 9,5 millas (15,3 km). En pruebas en Firth of Clyde y North Channel , Copper Cliff pudo detectar de manera confiable un submarino emergido a 11 millas (18 km) cuando solo se veía una parte de la torre de mando. Contra un Schnorkel , que tenía solo 3 pies (0,91 m) de altura, el alcance se redujo a aproximadamente 5,5 millas (8,9 km), y cuando estaba más cerca de la superficie se perdió en el ruido del radar de las olas. [25]

Modelos P y Q

Los modelos Q usaban una antena más grande, que se ve aquí aproximadamente a la mitad del mástil de HMCS Ontario . Se puede ver un Tipo 293 en la parte superior del mástil, y el doble queso de un Tipo 274 justo debajo del Q.

Aunque el 277 incorporó muchos de los avances disponibles cuando se diseñó en 1943, en 1944 un mayor progreso había introducido nuevos sistemas que eran muy deseables. Entre estos se encontraba un nuevo detector de cristal combinado con el interruptor de tubo Sutton que se podía montar directamente en la guía de ondas en lugar de necesitar una longitud de cable coaxial para conectar el interruptor a la guía de ondas. Esto eliminó la necesidad de ajustar constantemente el sistema para obtener el mejor rendimiento. Otro cambio fue pasar del estándar de la primera guerra mundial de frecuencia intermedia de 60 MHz a una nueva banda receptora que funciona a 13,5 MHz. [h] Estos cambios redujeron el ruido del sistema del receptor en aproximadamente 2 dB. [26]

Además, se agregaron nuevos sistemas anti-jamming. Consistía en una tercera etapa en el receptor de FI que, opcionalmente, podía activarse si se observaba interferencia. Esto redujo el ancho de banda del receptor a 0,5 MHz, filtrando las señales de banda ancha. Se agregaron disposiciones para que se agreguen más filtros en el futuro, si es necesario. [26]

En ese momento, la configuración original del equipo 271, en gran parte retenida para 277, se había ampliado repetidamente a medida que se agregaban nuevas pantallas repetidoras. También hubo un fuerte deseo de racionalizar todas las conexiones, lo que resultó ser un problema de mantenimiento continuo. Se diseñó un nuevo conjunto de paneles de oficina de radar para incorporar todos estos cambios, lo que resultó en el 277P y el 293P. [26]

Las unidades de producción estarían disponibles a mediados de 1945, pero a fines de 1944 se estaba realizando un gran esfuerzo para realizar un mantenimiento importante en muchas de las principales unidades de la flota en preparación para su traslado al teatro del Pacífico. Para equipar estas unidades, se lanzó el Proyecto Bubbly como una producción de "emergencia limitada" y el acorazado HMS Anson recibió la primera unidad en marzo de 1945. Se enviaron kits de conversión para estos barcos que ya habían partido hacia el Lejano Oriente. [26]

Dado que los ataques aéreos contra barcos habían sido una característica importante de la guerra del Pacífico, también existía el deseo de mejorar aún más el rendimiento de los 277 y 293. Para entonces, varios barcos habían sido equipados para la nueva función de "Dirección de combate". al mando de operaciones de aeronaves de área amplia. Para esta función, incluso el 277P tenía un alcance demasiado corto, y se diseñó un nuevo reflector de 8 pies (2,4 m) de diámetro, recortado a 6 pies (1,8 m) de ancho. Para reducir el desorden, este radar utilizó polarización vertical, que se dispersó por las ondas y redujo la señal reflejada. [27]

El sistema resultante, el Tipo 277Q, llegó demasiado tarde para el Proyecto Bubbly y no entró en servicio hasta la era de la posguerra. En las pruebas a bordo del HMS Illustrious en marzo de 1947, el 277Q proporcionó una detección confiable en el rol de TI hasta 85 millas (137 km) y la localización de altura hasta 55 millas (89 km), mejoras dramáticas en el 293. El sistema fue extremadamente efectivo y permaneció en servicio durante muchos años. [27]

Radares de dirección de caza

Las operaciones en el Mediterráneo demostraron la necesidad de coordinar mejor las operaciones de los aviones de combate para contraatacar con éxito las flotas aéreas alemana e italiana. En 1942, se llevaron a cabo algunos experimentos ajustando una pantalla PPI con un skiatron para producir una pantalla similar a un mapa de larga duración para el Tipo 281. La pantalla resultó exitosa, pero el 281 carecía de resolución y estaba sujeto a fuertes retornos de cualquier entorno cercano. tierra que inundaría la pantalla. [27]

Las pruebas del 277T a fines de 1942 fueron extremadamente prometedoras, y más tarde ese año se emitió un requisito de personal para un radar de dirección de caza dedicado, o FD. El diseño tenía que ser capaz de detectar cualquier aeronave por encima de un rango de 35,000 pies a 80 millas (130 km) y también ofrecer una búsqueda de altura con una precisión de 1,000 pies a 40 a 80 millas, y una precisión de 500 pies por debajo de 40 millas de rango. Se entendió que obtener el rendimiento requerido requeriría un sistema de antenas grande, pesado y completamente estabilizado y, por lo tanto, solo lo transportarían los portaaviones y los buques dedicados de dirección de caza. [28]

Los cálculos iniciales mostraron que una antena tipo queso de 12 pies (3,7 m) de ancho con un espacio de 17 pulgadas (430 mm) entre la parte superior e inferior podría proporcionar la misma ganancia que el plato parabólico del 277. Se había estimado que el 277 tendría un alcance de aproximadamente 45 millas (72 km) contra la aeronave, por lo que esto significaba que se requería otra duplicación del alcance para cumplir con el requisito. Para llenar la brecha de rendimiento, se hicieron planes para usar un magnetrón que funcione a 2 MW y que tenga una longitud de pulso más larga de 5 us, produciendo así diez veces más energía que los sistemas existentes. [28]

Como los requisitos de personal exigían encontrar la altura mientras el sistema continuaba barriendo, se necesitaría un sistema de búsqueda de altura completamente separado. Este era un concepto relativamente nuevo, pero se desarrolló rápidamente una solución. Se instalaría una segunda antena de sólo recepción por encima de la antena de queso principal. Al colocar cuatro cuernos de alimentación en la guía de ondas frente al reflector, se desarrollaría un patrón de recepción con múltiples lóbulos verticales apilados. Esto requirió el desarrollo de una nueva guía de ondas con cuatro articulaciones giratorias. [29]

Al nuevo sistema se le dio el nombre de Tipo 295, y si el equipo estaba disponible antes del nuevo magnetrón, también se especificó un Tipo 294 interino utilizando el magnetrón Tipo 277 existente. En 1944 estaba claro que el sistema de determinación de la altura no funcionaba como se esperaba, lo que puso ambos planes en espera. También estaba claro que el magnetrón de 2 MW no estaría disponible a tiempo para equipar al HMS  Eagle , que estaba en construcción en Harland and Wolff . [30]

Como ambos diseños se basaban en el buscador de altura de varios lóbulos, y ese parecía ser un concepto inviable, la Marina emitió nuevos requisitos utilizando magnetrones Tipo 277 en radares de buscador de altura y PPI separados. Estos se convirtieron en el Tipo 980 y 291, respectivamente. Estos también resultaron problemáticos y finalmente entraron en servicio como Tipo 982 y Tipo 983. [31]

Otros usos

Las unidades de la Armada lideraron el desarrollo de grandes radares basados ​​en magnetrones durante todo el período de guerra, superando los desarrollos realizados por la Fuerza Aérea y el Ejército. Por esta razón, muchos radares terrestres de finales de la guerra utilizados por ambas fuerzas eran versiones del equipo de la Armada con pocos cambios necesarios. Esto fue cierto para el Tipo 277, que formó la base de varios sistemas de radar terrestres. [32]

CD Mark VI

A medida que las pruebas del 277T comenzaron a dar excelentes resultados, el ejército británico lo adoptó, casi sin cambios, como Radar, Coast Defense, Number 1, Mark VI o CD No. 1 Mk. VI para abreviar. Los radares CD se utilizaron para buscar barcos en el Canal de la Mancha , y para esta función tenía que poder escanear cerca de la superficie. Los primeros conjuntos de CD se basaban en la electrónica común de 1,5 m ampliamente utilizada tanto por el Ejército como por la RAF, pero tenían una precisión relativamente baja. Se habían trasladado al 271P como Mark IV y al 271 como Mark V, y ahora adoptaron el 277T como Mark VI. Con el cambio al 277, la precisión fue suficiente para identificar botes eléctricos individuales cuando salían de la costa francesa. [33] [i]

AMES Tipo 50

Cuando el Ejército introdujo sus primeros radares de defensa costera, el Ministerio del Aire tomó varios de ellos y los colocó en torres altas para que pudieran ver aviones en vuelo bajo. Estas instalaciones se convirtieron en los sistemas Chain Home Low , capaces de detectar aeronaves tan bajas como 500 pies a distancias que permitían organizar intercepciones. A estos se les dio el nombre oficial AMES Tipo 2, aunque este nombre rara vez se usó en la práctica. [34]

Cuando el Ejército trasladó CD al 271P, la RAF hizo lo mismo, refiriéndose oficialmente a ellos como AMES Tipo 30, con una serie de tales sistemas con diferentes números de tipo basados ​​en las diferencias de sus sistemas de montaje. Cuando 271P dio paso al 271Q, los nuevos sistemas se implementaron con el nombre de Tipo 40 y, a su vez, se convirtieron en Tipo 50 cuando se trasladaron al 277. Los sistemas se denominaron genéricamente Chain Home Extra Low (CHEL). [34]

El AMES Type 50 era esencialmente idéntico al 277T, utilizando un reflector de queso que se había utilizado en el prototipo. El Tipo 52 pasó a reflectores parabólicos para un rendimiento adicional. Esto produjo una serie de diseños con reflectores de 10 pies (3,0 m) de diámetro, Tipos 52 a 56, que se diferenciaban únicamente en su sistema de montaje. Para confundir las cosas, cualquiera de estos puede denominarse CHEL. [34]

CHEL y CD eran a menudo uno y el mismo sistema, simplemente dos nombres para la misma instalación dependiendo de quién se refería a ella, el Ejército o la Fuerza Aérea. [34] [35] Para confundir aún más las cosas, si el radar estaba ubicado cerca de un sitio de artillería costera , el Ejército se refería a él como Radar, Coast Artillery o CA para abreviar. [36]

AMES Tipo 13 y 14

En 1941, la Royal Air Force (RAF) comenzó a introducir un nuevo sistema de radar terrestre conocido como AMES Tipo 7 . En servicio, quedó claro que la precisión del sistema de conmutación de lóbulos del Tipo 7 para la medición de altura no era óptima, y ​​su uso también requería que la potencia del transmisor se dividiera a la mitad y, por lo tanto, se redujera el rango cuando se usaba. Se desarrolló un requisito para un buscador de altura dedicado, y este surgió como AMES Tipo 13 , que a veces se conocía como "Altura centimétrica" ​​o "CMH". [35] Dado que los experimentos con el 277T estaban demostrando un gran éxito, se tomó la decisión de utilizar esto como base para el Tipo 13. [37] [38]

La principal diferencia entre el Type 13 y el 277 era la antena. Para la función de búsqueda de altura, el objetivo es tener un haz que sea estrecho verticalmente y ancho horizontalmente, lo contrario de lo que se desea para una pantalla PPI. Esto se puede lograr fácilmente utilizando una antena tipo queso, girada de modo que el eje largo sea vertical. El Tipo 13 usó un queso masivo de 20 pies (6,1 m) de alto por 18 pulgadas (460 mm) de ancho. El sistema era tan grande que era estructuralmente inestable, por lo que se construyó como dos unidades conectadas una al lado de la otra, alimentadas por una guía de ondas con dos bocinas de alimentación, una para cada lado. [39]

Cuando el Tipo 13 comenzaba a entrar en producción, la RAF discutía sobre la introducción del sistema Window para bloquear los radares alemanes. El Comando de combate de la RAF sintió que los alemanes crearían rápidamente su propia ventana y la usarían contra los radares de 1,5 m de la RAF, como el Tipo 7. En respuesta, la producción del Tipo 13 se redirigió al Tipo 14, que era esencialmente un Tipo 13 puesto de lado. , volviendo a un diseño horizontal como el CD y los CHEL. Esto le permitió escanear el horizonte en lugar de hacia arriba y hacia abajo, produciendo una pantalla PPI. [38]

Cuando la atención se volvió hacia el Tipo 13, las pruebas demostraron un rendimiento decepcionante. [40] Las unidades existentes se usaron como unidades PPI al apagar el sistema de "asentir" y rotarlo manualmente para escanear el horizonte. Se hicieron varias mejoras, pero el sistema no fue realmente satisfactorio hasta el Mark V, introducido en la posguerra. El Mark V utilizó una antena completamente nueva que consta de un reflector cilíndrico hecho de tubos metálicos verticales. [39] Cuando se combinaba con un Tipo 14, el sistema de dos unidades se conocía como Tipo 21. [41]

Descripción

Esta descripción se basa en el modelo de producción 277, y las diferencias entre los modelos se indican según sea necesario.

Disposición de la antena

El sistema de antena estándar para el 277 consistía en un plato parabólico de malla de alambre, de 4,5 pies (1,4 m) de diámetro. La señal se alimentaba desde y hacia la antena utilizando una guía de ondas que abarcaba el diámetro del plato, que corría verticalmente por el frente. Esto permitió que se montara firmemente en la parte superior e inferior del reflector, en lugar de necesitar una estructura de soporte separada. [15] El sistema tenía una ganancia general de 800, aunque el plato posterior utilizado en el 277Q aumentó esto a 1750 y la antena de queso más pequeña en el 276 lo redujo a 180. [42]

El conjunto se montó en un soporte de horquilla que se conectaba al reflector en los extremos izquierdo y derecho. El motor de accionamiento para la estabilización vertical estaba en el brazo izquierdo de la horquilla, visto desde el frente. Se ubicó una junta giratoria para la guía de ondas en el lado derecho, y la señal se envió desde esta ubicación a la guía de ondas principal y la bocina de alimentación con un tramo corto de tubería que va desde la junta hasta la parte superior del reflector. El otro lado de la articulación conducía a una guía de ondas que atravesaba la horquilla hasta la parte inferior del soporte, donde una segunda articulación giratoria conducía a la cabina del radar. [15]

Electrónica

La electrónica del 277 era de vanguardia para 1944, habiendo introducido varios sistemas nuevos para mejorar el rendimiento sobre el 271. En particular, los cristales detectores fabricados en EE. UU. Mejoraron el ruido del receptor de 14 a 16 dB, mientras que el 271 tenía aproximadamente 2 dB más alto. [42]

Todo el sistema de equipo se empaquetó de manera similar a los modelos 271P y Q posteriores, y constaba de un solo gabinete con dos cajas grandes en la parte inferior y central, y una unidad mucho más pequeña en la parte superior. La unidad más baja era la fuente de alimentación y el sistema de formación de pulsos, con el receptor y la pantalla en el medio y el sintonizador en la parte superior. [43]

Exhibiciones e interpretación

El 277 usó un indicador de posición en planta para su pantalla principal, basado en un tubo de rayos catódicos (CTR) grande (para la época) de 230 mm (9 pulgadas ). En un PPI, un generador de base de tiempo tira del rayo desde el centro del tubo a su circunferencia exterior al mismo tiempo que necesita una señal de radar para viajar a su distancia máxima y viceversa. La señal de retorno amplificada controla el brillo del haz, lo que provoca que los reflejos fuertes produzcan un "parpadeo" en la pantalla. [43]

A medida que giraba la antena, un sistema mecánico hacía girar la pantalla a la misma velocidad, referida al norte magnético . Esto significaba que los reflejos en ciertos ángulos del barco aparecían en esa posición en la pantalla, en relación con el norte. Como el haz tenía un ancho finito, los "puntos" resultantes eran arcos cortos, no puntos individuales. Debido a la sincronización del movimiento del rayo, la distancia de la señal desde el centro de la pantalla reveló el alcance del objetivo. [43]

Notas

  1. ^ Cuando se conecta con un cable coaxial, la antena solo se puede girar un poco antes de enrollar el cable alrededor del eje giratorio.
  2. ^ Las fuentes existentes no tienen claro el significado de la "T". Las reglas de la nomenclatura de la Marina reservan las letras M a la Q para las nuevas versiones de los diseños existentes, y R para los paneles de rango opcionales y S para los sistemas basados ​​en "estáticos" o "en tierra". T normalmente se usaría para prototipos o sistemas de "prueba", pero ese no es el caso aquí. El nuevo nombre puede haber sido requerido simplemente porque el Mark IV se convirtió en 271Q y se quedaron sin letras.
  3. ^ O "estroboscópico", como se le conocía en ese momento.
  4. ^ A modo de comparación, se esperaba que un cable coaxial de la misma longitud tuviera unas pérdidas de unos 20 dB.
  5. ^ El cobre perdió 0,025 dB por metro, en comparación con 0,05 para el latón. [20]
  6. ↑ No está claro si esto se refiere al anterior HMS  Kempenfelt  (I18) , en ese momento conocido como HMCS Assiniboine , o al barco posterior del mismo nombre, HMS  Kempenfelt  (R03) . Las imágenes del R03 muestran un Tipo 271, por lo que este artículo asume que fue ese barco después de que se actualizó el 271.
  7. ^ Esta fue la segunda y última adaptación que usó latón. Todas las guías de ondas futuras se hicieron de cobre para mejorar el rendimiento. [20]
  8. ^ El receptor correspondiente utilizado por la RAF, el Pye Strip, funcionaba a 50 MHz.
  9. ^ No está claro en las referencias disponibles por qué los CD de microondas no se convirtieron en el CD Número 2, sino que se dejaron como parte de la serie Número 1 original.

Referencias

Citas

  1. ^ Cochrane , 2016 , p. 196.
  2. ^ Cochrane , 2016 , p. 204.
  3. ^ Cochrane , 2016 , p. 205.
  4. ^ Cochrane , 2016 , p. 215.
  5. ^ Cochrane 2016 , págs.215, 216.
  6. ^ Cochrane , 2016 , p. 217.
  7. ↑ a b c Cochrane , 2016 , p. 225.
  8. ↑ a b Cochrane , 2016 , p. 224.
  9. ↑ a b Cochrane , 2016 , p. 231.
  10. ↑ a b c d Cochrane , 2016 , p. 226.
  11. ^ Cochrane , 2016 , p. 227.
  12. ↑ a b c Cochrane , 2016 , p. 228.
  13. ^ Howse 1993 , p. 179.
  14. ^ Howse 1993 , p. 178.
  15. ↑ a b c d Cochrane , 2016 , p. 229.
  16. ^ Cochrane , 2016 , p. 230.
  17. ↑ a b Cochrane , 2016 , p. 240.
  18. ^ Cochrane , 2016 , p. 223.
  19. ↑ a b c d e f g Cochrane , 2016 , p. 237.
  20. ↑ a b c d e Cochrane , 2016 , p. 232.
  21. ^ Cochrane , 2016 , p. 234.
  22. ^ Cochrane , 2016 , p. 238.
  23. ↑ a b Cochrane , 2016 , p. 239.
  24. ^ Cochrane , 2016 , p. 243.
  25. ↑ a b c Cochrane , 2016 , p. 244.
  26. ↑ a b c d Cochrane , 2016 , p. 245.
  27. ↑ a b c Cochrane , 2016 , p. 246.
  28. ↑ a b Cochrane , 2016 , p. 247.
  29. ^ Cochrane , 2016 , p. 248.
  30. ^ Cochrane , 2016 , p. 249.
  31. ^ Cochrane 2016 , págs. 249, 254.
  32. ↑ Shore, 1944 .
  33. ↑ Shore , 1944 , pág. 14.0.
  34. ↑ a b c d Shore , 1944 , pág. 15.0.
  35. ↑ a b Gough , 1993 , p. F.5.
  36. ↑ Shore , 1944 , pág. 22.0.
  37. ↑ Shore , 1944 , pág. 9.0.
  38. ↑ a b Gough , 1993 , págs. F.6.
  39. ↑ a b Shore , 1944 , pág. 9.1.
  40. ^ Gough 1993 , págs. F.7.
  41. ↑ Shore , 1944 , pág. 12.0.
  42. ↑ a b Cochrane , 2016 , p. 271.
  43. ↑ a b c Cochrane , 2016 , p. 209.

Bibliografía

  • Servicios de radar en tierra (PDF) . Ministerio del Aire. Octubre de 1944.
  • Cochrane, C. Alec (2016). "Desarrollo de Avisos Navales y Radar Táctico" . En Kingsley, Fred (ed.). El desarrollo de equipos de radar para la Royal Navy, 1935–45 . Springer . págs. 184-275. ISBN 9781349134571.
  • Gough, Jack (1993). Observando los cielos: la historia del radar terrestre en la defensa aérea del Reino Unido . Oficina de Papelería de Su Majestad. ISBN 9780117727236.
  • Howse, Derek (1993). Radar en el mar: la Royal Navy en la Segunda Guerra Mundial . Saltador. ISBN 9781349130603.