GL Mk. III радар

редактировать

GL Mk. III
GL Mk IIIb left side.jpg GL Mk. III (B), с IFF
Страна происхожденияUK
Представленконец 1942 г. (конец 1942 г.)
№ построен876 B, 667 C
Типнаправление AA
Частота2,750–2,855 ГГц
PRF 420
Ширина луча ~ 8 градусов
Диапазон32000 ярдов максимум,. 27000 ярдов против легкого бомбардировщика
Точность± 25 ярдов, ± 1/6 градуса на 32000 ярдов
Другие названияРадар, ПВО, № 3

Радар, наводка, Mark III или GL Mk. III для краткости, была радаром системой, используемой британской армией для прямого наведения или наводки, зенитной артиллерии (AA). Модель GL Mk. III был не отдельным радаром, а семейством связанных конструкций, которые постоянно улучшались во время и после Второй мировой войны. Они были переименованы вскоре после их появления в конце 1942 года и стали называться Radar, AA, No. 3, и часто были соединены с радаром раннего предупреждения, AA No. 4, который был также выпускается в нескольких моделях.

Модель Mk. III началась разработка вскоре после появления в начале 1940 года магнетрона с резонатором. Магнетрон позволил радиолокационным системам работать на микроволновых частотах, что значительно уменьшило размер их антенн и сделало их более значительными. более мобильный и точный. Первоначально начав работу над магнетроном в составе AI Mk. VIII радар класса "воздух-воздух", команде было приказано как можно скорее сбросить все и разработать радар для использования ПВО. Это обернулось фиаско; к концу года был достигнут очень небольшой прогресс, и группа вернулась к работе над бортовыми радиолокаторами.

Магнетрон также был продемонстрирован канадцам и США в рамках миссии Тизард осенью 1940 года. Сразу после визита Национальный исследовательский совет Канады приступили к разработке радара GL на основе конструкции Великобритании. Первые образцы этих GL Mk. III (C) (для Канады) прибыл в Великобританию в ноябре 1942 года. Британские подразделения несколько более совершенной конструкции, GL Mk. III (B) (для британцев) прибыл в декабре. Было произведено 667 канадских моделей, около 250 из них обслуживались в Великобритании, в то время как большинство других были отправлены на континент или остались в Канаде. Было выпущено 876 британских моделей, получивших широкое распространение. Пятьдесят Mk. III поставлялись в Советский Союз.

Несколько улучшенных версий Mk. III (B) проводились эксперименты, но ни один из них не получил широкого распространения из-за появления в 1944 г. из США SCR-584, который обеспечивал сканирование и отслеживание в одном полуприцепе. Mk. Подразделения III оказались отнесены к второстепенным ролям, столь же разнообразным, как обнаружение артиллерийских орудий, наблюдение за берегом и наблюдение с метеозондом. Для этих ролей было выполнено несколько модернизаций, и модифицированные погодные единицы использовались примерно до 1957/58 гг. Более радикальное развитие конструкции также привело к значительно усовершенствованной послевоенной РЛС AA №3 Mk.7, которая служила в качестве основной радиолокационной станции ПВО до снятия с вооружения зенитных орудий в конце 1950-х гг..

Содержание
  • 1 Разработка
    • 1.1 Более ранние системы
    • 1.2 Микроволны
    • 1.3 Магнетроны
    • 1.4 Отказ клистрона
    • 1.5 Магнетрон GL
    • 1.6 GL Mk. III (C) исполнение
    • 1.7 GL Mk. III (C) производство
    • 1.8 GL Mk. III (B) производство
    • 1.9 GL Mk. III (B) версии
    • 1.10 Другие радары GL
  • 2 Описание
    • 2.1 Схема оборудования
    • 2.2 Детали сигнала
    • 2.3 Отображение и интерпретация
    • 2.4 Техника работы
    • 2.5 Использование IFF
    • 2.6 Метеорологическое использование
  • 3 Примечания
  • 4 Ссылки
    • 4.1 Цитаты
    • 4.2 Библиография
  • 5 Внешние ссылки
Разработка

Более ранние системы

Кабина передатчика Mk. II, который указывает размер антенн, необходимых для работы на УКВ-частотах.

Армия начала серьезные исследования в области радиолокационных систем в 1937 году, после ознакомления с разработками Министерства авиации на своей экспериментальной станции в Поместье Боудси. Среди нескольких возможных применений радара армия увидела в нем способ удовлетворить насущную потребность в точном измерении дальности до воздушных целей. Это решалось с помощью оптических средств, которые были сложными, трудоемкими и подверженными ошибкам, и радиолокационная система могла значительно улучшить эту задачу. Команде разработчиков, получившей прозвище «Армейская ячейка», была поставлена ​​задача создать систему, которая обеспечивала бы измерения наклонной дальности с точностью 50 ярдов (46 м) или лучше.

Результатом стала громоздкая система, известная как GL Mk. Я радар. Модель Mk. Я, как и технология Chain Home, на которой она основана, использовал отдельные передающие и приемные антенны, которые нужно было перемещать синхронно для отслеживания целей. Система не обеспечивала точного измерения пеленга и не предусматривала измерения высоты. Тем не менее, он отвечал требованиям к точности в 50 ярдов по дальности - показателю, который автоматически вводился в аналоговые компьютеры, которые выполняли вычисления баллистики. Характеристики орудия сразу улучшились; до прибытия Mk. Было подсчитано, что для уничтожения одного самолета потребовалось выпустить 41 000 снарядов; использование Mk. Я вместе с улучшенной подготовкой сократил это количество до 18 500 к концу 1940 года.

Планировалось добавить измерения пеленга и высоты для Mk. II, который должен был быть готов где-то в 1941 году. Когда стало ясно, что потребность в нем более острая, Лесли Бедфорд из A.C. Коссор предложил добавить к Mk. Я должен как можно скорее выпустить его на поле боя. Это стало системой GL / EF, которая поступила на вооружение в начале 1941 года и привела к значительному снижению количества выстрелов на поражение до 4100, что впервые сделало зенитный огонь эффективным. Mk. II, который предлагал немного более высокую точность, снизил это количество до 2750 выстрелов на убийство, когда он начал поступать в 1942 году.

Микроволны

Основная причина громоздкости раннего GL системы были побочным эффектом используемых радиочастот. GL был разработан в эпоху, когда единственная доступная электроника была адаптирована из коммерческих коротковолновых радиосистем и работала на длинах волн порядка от 5 до 50 м. Основным результатом радиофизики является то, что антенны должны иметь размер примерно такой же длины волны, что и используемая длина волны, что в данном случае требовало антенн длиной несколько метров.

Адмиралтейство было размещено в заряд разработки вакуумной лампы (клапана) для военных нужд. Они были особенно заинтересованы в перемещении на гораздо более короткие волны как способ обнаружения более мелких объектов, особенно боевых рубок и перископов подводных лодок. Воздушно-десантная группа Министерства авиации, возглавляемая Эдвардом Джорджем Боуэном, столкнулась с противоположной проблемой: ей были нужны достаточно маленькие антенны, чтобы их можно было установить в носовой части двухмоторного самолета. Им удалось приспособить экспериментальный телевизионный приемник к 1,5 м, но для этого по-прежнему требовались большие антенны, которые приходилось устанавливать на крыльях. На встрече Боуэна и Чарльза Райта из экспериментального отдела Адмиралтейства они нашли много причин, чтобы согласиться с необходимостью системы с длиной волны 10 см.

Учитывая поддержку разработки микроволнового излучения обеими службами. Генри Тизард посетил (GEC) Исследовательский центр Херста в Уэмбли компании General Electric Company в ноябре 1939 года, чтобы обсудить этот вопрос. Некоторое время спустя Ватт нанес личный визит, что привело к заключению 29 декабря 1939 года контракта на поставку микроволнового ИИ-радара, использующего обычную ламповую электронику. Тем временем Комитет по развитию коммуникационных клапанов (CVD) Адмиралтейства обратился в Бирмингемский университет с просьбой разработать совершенно новые конструкции трубок, которые могли бы привести к лучшим результатам.

Магнетроны

Магнетрон, диаметром около 10 см., произвела революцию в разработке радаров.

Бирмингемский Марк Олифант первоначально обратился к проблеме, пытаясь продолжить разработку клистрона, довоенного изобретения, которое было одним из первых успешных микроволновых частот трубки. Несмотря на множество попыток, к концу 1939 года их лучшие клистроны генерировали всего 400 Вт, что намного ниже того, что было необходимо для использования радара.

Два второстепенных члена команды, Джон Рэндалл и Гарри Бут, попросили взглянуть на другую концепцию, которая также не созрела. Оставшись мало чем заняться, они начинают рассматривать альтернативные решения. Они пришли к идее использования нескольких резонансных полостей, расположенных по кругу за пределами общего центрального ядра, в отличие от линейного расположения клистрона. Их самый первый магнетрон с резонатором выдавал 400 Вт, а в течение недели был доведен до уровня более 1 кВт. Через несколько месяцев у GEC появились модели, генерирующие импульсы мощностью 10 кВт. Вскоре они были использованы при разработке новой бортовой радиолокационной системы, первоначально известной как AIS, для воздушного перехвата, Sentimetric [sic].

Тем временем армия несколько раз посещала GEC в течение 1940 года и видела их прогресс с использованием традиционной ламповой электроники на более коротких длинах волн. Путем ряда шагов компании GEC удалось уменьшить рабочие длины волн своих систем с 1,5 м, исходной частоты бортового радара, до 50 см, а затем и до 25 см. Их можно использовать в направленной системе с антенной размером в метр или меньше. В отличие от воздушно-десантной группы, которой требовались даже более короткие длины волн для создания очень маленьких антенн, которые могли бы поместиться в носовой части самолета, или военно-морского флота, которым требовалась система с достаточным разрешением для приема перископов, армия искала только практическое улучшение точности и меньших размеров антенн. Этого можно добиться с помощью решения GEC.

В августе 1940 года армия выпустила спецификацию на новый радар GL, который сочетал в себе УКВ-набор, такой как Mk. II с системой слежения за СВЧ-частотами с высокой точностью. Требовалось:

  • первоначальный подбор для раннего предупреждения на 30 000 ярдов
  • подбор для наведения на 22 000 ярдов
  • точная дальность до любой цели между 2 000 и 17 000 ярдов, хотя и короче было приемлемо максимум 14000 ярдов
  • , в идеале ширина луча 10 градусов, но максимум 14 градусов
  • угол места от 10 до 90 градусов над горизонтом, с возможностью отслеживания до 70 градусов

P. Э. Поллард из Научно-исследовательского центра ПВО в Крайстчерч, Дорсет был одним из первых, кто рассмотрел радар еще в 1930 году, и работал с «Армией». Cell "на экспериментальной станции Министерства авиации в течение некоторого времени, прежде чем присоединиться к другим военным исследователям в Крайстчерч, Дорсет. Они выбрали British Thomson-Houston (BTH), которая построила более ранние 5-метровые наборы GL, для создания прототипа. Поллард переехал на заводы BTH в Регби, Уорикшир, чтобы работать над новой системой.

Отказ клистрона

Когда Альберт Персиваль Роу, директор Радиолокационные группы Министерства авиации, узнав об усилиях армии в сентябре 1940 года, он приступил к созданию собственной разработки GL с использованием магнетрона. После встречи 22 сентября с Филипом Жубером де ла Ферте, старшим командиром Королевских ВВС, Роу построил группу GL под руководством DM Робинсона, используя нескольких членов команды AIS, сказав им, что они будут чтобы сосредоточиться на проблеме GL в течение следующих месяцев или двух.

Это привело к усилению трений между Филипом Ди, который руководил усилиями группы ИИ по магнетрону, и Роу, в целом командовавшим Исследователи Министерства авиации. Ди утверждал, что Роу «воспользовался этой возможностью, чтобы попытаться украсть проблему GL из ADEE» (армейской ячейки), и что «только Ходжкин спокойно работает с AIS, а Ловелл и Уорд, к счастью, заняты основной работой с антеннами и приемники и поэтому их относительно не беспокоит эта новая заслонка ". По словам Ловелла, это не было таким серьезным потрясением, как полагал Ди. Более того, до некоторой степени работа клистрона в Бирмингеме продолжалась благодаря усилиям армии по GL.

Основной проблемой при адаптации концепций ИИ к проблеме GL была угловая точность. В случае с искусственным интеллектом оператор радара мог отслеживать цель с точностью около 3 градусов, улучшаясь до 1 градуса на близком расстоянии. Этого было более чем достаточно для пилота, чтобы увидеть цель близко к цели, как только они приблизились на расстояние около 1000 футов (300 м). При наведении орудия на большое расстояние операторы могут никогда не увидеть цели, поэтому точность должна быть не менее ⁄ 2 градусов, а ⁄ 10 позволит наводить только орудия. с помощью радара.

Решение для обеспечения гораздо более высокой угловой точности было уже известно, метод, известный как коническое сканирование. Вскоре после того, как Ловелл начал работать над такой системой, Эдгар Ладлоу-Хьюит, генеральный инспектор Королевских ВВС, посетил Роу. После визита Роу сказал команде, что полный набор GL должен быть готов для установки на оружие в течение двух недель. К 6 ноября Робинсон собрал прототип системы, но к 25 ноября он отправил записку Роу и Льюису (помощнику Роу), в котором говорилось, что за последние 19 дней система работала только 2 дня из-за большого количества проблем. В декабре ему сказали передать выполненную работу в BTH для разработки в развертываемую систему. 30 декабря 1940 года Ди отметил в своем дневнике:

Фиаско GL закончилось тем, что все это целиком, включая двух сотрудников AMRE, было перемещено в BTH. У Лисона ничего не работало должным образом, и Робинсон считает, что для Льюиса было очень полезно узнать, насколько на самом деле беспорядок вся базовая техника.

Magnetron GL

В рамках миссии Tizard в августе 1940 года первый магнетрон был продемонстрирован представителям Национального исследовательского комитета обороны США (NDRC), а также Канадского Национального исследовательского совета (NRC). Команды из США и Канады вскоре установили постоянные контакты и разделили свои усилия, чтобы избежать дублирования работы. Шесть канадцев, предоставленных СРН, оставались в радиационной лаборатории на протяжении всей войны.

23 октября 1940 года команда СРН получила телеграмму из Англии с просьбой начать работу над система ГЛ с использованием магнетрона. Требования требовали дальности слежения до 14000 ярдов (13000 м) с точностью дальности 50 ярдов (46 м), хотя они хотели, чтобы она составляла 25. Они также хотели режим поиска с неопределенной дальностью с точностью дальности. 250 ярдов (230 м). Угловая точность должна быть не менее ⁄ 4 градусов по обеим осям, но желательно, чтобы ⁄ 6. Все выходные данные должны были напрямую приводить к появлению журналов.

Как ни странно, учитывая рудиментарное состояние разработки радаров в NRC в то время, Великобритания практически не участвовала в дальнейшей разработке. Хотя информация о развитии системы GL продолжала поступать в Канаду, мало экономической или научной поддержки оказывалось до 1943 года, когда NRC значительно расширило свой офис связи в Лондоне. Такое отсутствие координации серьезно задержит канадское производство многих радиолокационных систем. Напротив, канадско-американская группа связи уже согласилась с тем, что США должны сосредоточиться на более сложной системе, в то время как канадцы работали над своей базовой конструкцией.

Кроме того, к январю 1941 года министерство снабжения отказалось от продолжающихся усилий армии в Великобритании и выпустило новую спецификацию для GL на основе магнетрона. Это означало, что предыдущие усилия по разработке обычного передатчика были напрасны. С другой стороны, к этому времени поставки магнетронов улучшались, и использование одного из них позволило бы получить радар, работающий на еще более коротких длинах волн и гораздо более высокую мощность, улучшая как дальность, так и точность. В конце концов, 31 мая 1941 года BTH поставила экспериментальную маломощную «модель А», хотя это была далеко не готовая к эксплуатации система.

GL Mk. III (C) конструкция

A Mk. III Устройство точного позиционирования (APF) готово к работе, его антенны подняты, а каретка выровнена. Кабель позади антенн ведет к лебедке в передней части кабины, которая поднимает их в рабочее положение. Этот GL Mk. IIIc APF подготовлен для транзита с заблокированными антеннами. Кабина была открыта для отображения электроники в задней части консолей. Члены экипажа поднимают антенную штангу индикатора положения зоны (ZPI).

Канадский дизайн стал известен как Accurate Position Finder или APF для короткая. В то время решение быстрого переключения микроволнового сигнала между двумя антенными выводами не было решено. В результате не было возможности использовать одну антенну как для передачи, так и для приема, и команда первоначально рассматривала системы с одним передатчиком и одним приемником или одним передатчиком и четырьмя приемниками. Изобилие антенн не было большой проблемой для роли GL; отражатели были около метра в поперечнике, что было не слишком большим для наземной системы, особенно с учетом многометровых антенн GL Mk. II он заменит.

В то время никто не знал, «как спроектировать волновод с вращающейся точкой с низкими потерями», поэтому проблема подачи микроволновой энергии от магнетрона на вращающиеся антенны не имела очевидного решения. Вместо этого они решили принять решение, используемое для предыдущих наборов GL, и смонтировать всю свою электронику ван на опорной плите и указать его в нужном направлении. Это сильно усложнило трейлер, а хрупкость плохо спроектированных трейлеров стала серьезной проблемой для австралийских пользователей.

Ключевое отличие Mk. IIIc и более ранние Mk. II возник из-за отсутствия ЭЛТ для дисплеев. Модель Mk. II имел три ЭЛТ, по одному для дальности, азимута и высоты. Дисплеи высоты и азимута показывали только одну выбранную цель, выбранную оператором дальности, а затем отображали сигналы от восходящей и нижней антенн на одном дисплее и слева и справа на другом. Операторы сравнили длину меток, чтобы определить, какая из них длиннее, и повернули кабину в том направлении. В IIIc индикация высоты и азимута была заменена механическими указателями, управляемыми электрической разницей в двух сигналах.

Отсутствие подходящего радара раннего предупреждения, аналогичного MRU британской армии, NRC также разработала вторую радиолокационную систему, известную как индикатор положения в зоне (ZPI). Он был быстро разработан с использованием базовой конструкции, скопированной с ASV Mk. II радар, который был поставлен как часть усилий по началу производства радаров ASV для ВМС США и береговой охраны. Наборы ASV были основаны на обычной ламповой электронике и работали в диапазоне 1,5 метра, который был обычным для британских радаров в начале войны. Поскольку APF работал на расстоянии 10 см, эти две установки не мешали друг другу и могли работать на расстоянии всего метра. В процессе работы ZPI будет передавать информацию в APF, который будет использовать эту информацию для поиска целей. ZPI был первым радаром полностью канадской конструкции.

Несмотря на отсутствие тесной координации со своими британскими коллегами, NRC завершила разработку своей версии системы GL в июне 1941 года. Первая полноценная демонстрация Полная система была передана канадским официальным лицам 27 июня и вновь прибывшим в США официальным лицам 23 июля. В то время главный инженер Westinghouse был чрезвычайно впечатлен и заметил члену NRC, «что его компания не поверила, что то, что мы сделали за девять месяцев, можно было сделать за два лет "

GL Mk. III (C) производство

Несмотря на отличный старт с точки зрения дизайна, производство единиц вскоре натолкнулось на специфическую канадскую проблему военного времени. Сразу после начала боевых действий генерал Эндрю Макнотон, командующий канадскими войсками в Европе, призвал правительство создать компанию для снабжения канадских войск различным оптическим оборудованием, таким как бинокли. Их не хватало во время Первой мировой войны, и Макнотон пытался предотвратить повторение той же проблемы. К.Д. Хоу, Министр всего, основал новую Crown Corporation, Research Enterprises Limited (REL), чтобы удовлетворить эту потребность. Когда потребность в электронике привела к необходимости создания аналогичной компании, Хоу решил расширить REL. REL доказал, что справился с задачей в области оптики, но когда они расширились до электроники, начались проблемы.

Первый заказ на 40 комплектов GL был размещен в январе 1941 года, до того, как NRC завершила разработку. За этим заказом последовало несколько дополнительных заказов из Канады, Великобритании, Австралии, Южной Африки и других стран. Сроки поставки неоднократно переносились, поскольку у REL были проблемы с выполнением нескольких ранее заключенных контрактов на другие радарные системы. Первый серийный образец не сошел с конвейера REL до июля 1942 года, когда стало ясно, что проблема существует, и на подразделение электроники было оказано давление, чтобы ускорить поставки.

К этому моменту, единственный прототип прибыл в Великобританию в январе 1942 года. Он был отправлен в канадскую армию и был замечен британскими специалистами по радиолокации лишь некоторое время спустя. Когда это произошло, система отображения с использованием механических указателей оказалась проблемой. Теоретически это было проще и дешевле, но он также заменял систему, которая уже была хорошо известна Mk. II операторов, требующих переподготовки. Другая проблема заключалась в том, что канадские конструкторы добавили систему «скоростной прокладки», которая сглаживала входные данные для управляющих колес, что позволило более точно отслеживать, но это было еще одно изменение, к которому нужно было привыкнуть. Несмотря на эти проблемы, срок поставки британских версий все еще не установлен, и, вероятно, из-за давления со стороны Lindemann, был размещен заказ на дополнительные 560 экземпляров, в результате чего общее количество в Великобритании составило 600.

Первый партия комплектов GL прибыла в Великобританию в ноябре 1942 года. Когда они прибыли, выяснилось, что они совершенно ненадежны. Это привело к раунду споров между командой NRC и REL. REL пожаловался, что NRC проработала более 300 заказов на изменение конструкции, пока производство было налажено, заполнив папку. NRC, с другой стороны, было убеждено, что проблема полностью связана с Р.А. Хакбуш, директор отдела электроники REL. Макнотон лично участвовал в этом, и ему пришлось вызвать подполковника. У. Э. Филлипсу, директору REL, за личное интервью о проблемах. Он отметил в своем дневнике, что Филипс заявил:

... и сказал, что в эти дни было общее ухудшение нервной системы, люди устали и была большая потеря контроля... Это было очень интересное интервью.

Пытаясь разобраться в ситуации, Маккензи из NRC организовала для полковника Уоллеса посещение REL 11 ноября 1942 года. Уоллес начал разговаривать с людьми в цехе, и в конце концов один из них сказал ему. Он сказал, что Хакебуш лично приказал ему сосредоточиться на количестве, а не на качестве, чтобы системы не тестировались перед поставкой. Также стало ясно, что Хакебуш скрыл это от Филлипса в предыдущих сообщениях.

Несмотря на это и продолжающиеся сбои на местах, никаких действий по устранению проблемы не было немедленно предпринято. Во время визита в Оттаву в марте 1943 года Филлипс встретился с Маккензи и Уоллесом и согласился с тем, что проблема реальна, признав «все слабые стороны Хакбуша и [сказал], что они собираются внести фундаментальные изменения, которые, как мы все знаем, назрели по крайней мере два года." Но по-прежнему ничего не было сделано. Только 2 сентября Филипс был «вынужден принять отставку [Хэкбуша]». Неделю спустя Уоллес получил эту работу, хотя он также оставался директором радиовещания в NRC. Когда Маккензи посетил REL 30 марта 1944 года, он сообщил, что компания была полностью реорганизована.

Кроме того, REL постоянно испытывал недостаток в магнетронах, которые были построены General Electric в США, и ЭЛТ для дисплеев., или множество других обычных вакуумных ламп, которые использовала система. Затем, в середине разработки, Великобритания потребовала модернизировать систему для поддержки использования IFF. Не имея собственного блока IFF, использовались британские аппараты, которые, как оказалось, мешали ZPI, которые работали на аналогичных частотах.

Несмотря на все эти проблемы, REL поставила к концу 1942 года 314 комплектов, и они быстро заменили старые Mk. II устанавливается на огневых позициях AA по всей Великобритании. Базирующиеся в Великобритании APF сформировали основу направления ПВО в районе Лондона во время операции Steinbock в начале 1944 года, последней согласованной немецкой бомбардировки с использованием пилотируемых самолетов. Одним из первых применений III (C) в Канаде была поисковая система с поверхности для обнаружения подводных лодок на реке Святого Лаврентия.

. К 1943 году потребность в Mk. III иссяк с неизбежным прибытием единиц SCR-584 из Соединенных Штатов. Великобритания отменила свой заказ в январе 1944 года, что стало серьезным ударом для REL. Из 667 Mk. III (C) были в конечном итоге завершены, 600 были отправлены в Великобританию, примерно половина из них использовалась в полевых условиях в Европе в качестве мобильных единиц, а другая половина использовалась на статических огневых позициях в Великобритании. Небольшое количество Mk. III (C), отправленные в Австралию, оказались практически непригодными для использования в том виде, в каком они были доставлены, и их пришлось серьезно перестроить, чтобы они могли работать.

GL Mk. III (B) производство

Билл Уоллес управляет дальностью полета и управлением подшипниками GL Mk. III радар во время отслеживания метеозонда для Метеорологического бюро в течение 1950-х.

После того, как в апреле 1941 года был доставлен первый экспериментальный набор магнетронов, BTH продолжили разработку своего Mk. III, представив модель B в июле 1941 года. Это привело к заказу 28 прототипов ручной сборки, пять из которых были поставлены в период с декабря по апрель 1942 года, а к концу года их осталось восемь. Наряду с заказом на прототип, в июле 1941 года был размещен заказ еще на 900 серийных моделей. Этот последний заказ был позже увеличен до 1500, по 500 каждый от BTH, Стандартные телефоны и кабели и Ферранти. Первая из этих моделей прибыла в декабре 1942 года.

Так как BTH Mk. Конструкция III (B) была заморожена позже, чем у канадской модели. В нее был внесен ряд улучшений, сделавших ее более практичной. Основным среди этих отличий было крепление антенн на большом металлическом опоре, роторе, который выступал через крышу на пол трейлера, где он находился в подшипнике. Вместо того, чтобы пытаться повернуть микроволновое излучение, III (B) установил на мачте радиочастотные компоненты , а затем подал на них питание через обычные щеточные устройства. Это позволило антеннам, расположенным наверху мачты, легко вращаться под контролем оператора, вращающего большой маховик. Это устранило необходимость поворачивать всю кабину и значительно упростило каретку.

Также изменился ряд других деталей, в частности, устранена электроника, необходимая для сравнения сигналов влево / вправо и вверх / вниз, а также отсутствие системы «скоростной кладки». Это уменьшило количество клапанов со 120 до 60, что было серьезной проблемой в ту эпоху, что сделало получившуюся конструкцию меньше, более мобильной и примерно вдвое дешевле. Незначительным изменением было использование тканевых покрытий, натянутых на антенну и прикрепленных к внешнему краю параболических отражателей. С установленными крышками сборки выглядят как два плоских диска, что позволяет легко отличить их от канадской версии.

Именно в этот момент вмешался Фредрик Линдманн. Его не впечатлил зенитный огонь, и он заявил, что больше немецких бомбардировщиков будет уничтожено бомбардировкой домов людей, которые произвело их больше, чем можно было ожидать от радарных орудий. Он предложил отменить заказ на производство, чтобы позволить британским фирмам сконцентрироваться на радаре H2S, который позволил бы британским бомбардировщикам иметь свободный радиус действия над Германией, и отнести радары ПВО к канадской модели, которая в любом случае казалась доступной быстрее.

В этот момент возникла нехватка электронных клапанов («трубок»), поскольку все службы в Великобритании потребовали новых радарных систем. Фредерик Альфред Пайл, генерал, отвечающий за АА, не питал иллюзий относительно того, какое место занимает армия в списке приоритетов. Задержки затягивались, и только в конце 1943 года было достаточно материалов для запуска полномасштабного производства.

В этот момент был размещен второй заказ на 2000 единиц. Однако общее производство в 1944 году составило всего 548 единиц. К этому моменту начали поступать американские SCR-584, которые были значительно лучше, чем Mk. III (B), поэтому производство было намеренно замедлено. Когда производство закончилось в апреле 1945 года, всего было поставлено 876 машин. Некоторые из них также включали запросчики для IFF Mark III, которые можно отличить по двум большим штыревым антеннам, выходящим из задней крыши кабины.

В полевых условиях было замечено, что III (B) может подбирать миномет снаряды на расстоянии около 5 000 ярдов (4600 м). Зная положение снаряда в нескольких точках во время полета, можно было рассчитать, откуда он был запущен.

GL Mk. III (B) версии

Mk. III (B) несколько раз модернизировался во время серийного производства, хотя эти более поздние версии широко известны более поздним AA No. 3 Mk. 2, модель Mk. 1 - это III (C).

Mk. В версии 2/1 добавлено автоматическое слежение, которое позволяло оператору захватить цель, а затем электроника автоматически следовала за ней без дальнейшего ручного вмешательства. / 2 была двухрежимной системой, дисплеи которой можно было использовать для противовоздушной обороны или для защиты побережья. / 3 также имел следование за захватом, но использовал модель, разработанную Командованием ПВО, а не Научно-исследовательским и опытно-конструкторским центром (RRDE) армии. / 5 был / 2 с той же привязкой, что и / 3. Самолет AA No. 3 Mk. 2 (F) был немодифицированным № 3, используемым полевой армией в качестве радара обнаружения минометов.

. Это был AA № 3 Mk. 2/4, что позволило использовать оригинальный Mk. III дизайн. Это был AA No. 3 Mk. 2 с дополнительной схемой, которая позволяла смещать временной интервал на эквивалент 30 000 ярдов (27 000 м) или 60 000 ярдов (55 000 м). Это обеспечило три набора диапазонов: от 0 до 32 000, от 30 000 до 62 000 и от 60 000 до 92 000 ярдов. Эта версия использовалась в качестве метеорологической системы для измерения ветра на высоте путем запуска метеозондов с радиолокационными отражателями, которые позволяли отслеживать их в течение длительного времени. Mk.2 / 4 широко использовался в этой роли до конца 1950-х годов.

Другие радары GL

При разработке Mk. III затянулась, армия приступила к экстренной программе разработки промежуточной системы, использующей ту же электронику диапазона 1,5 м, которая широко используется в других радарах. Известный как «Малышка Мэгги», неясно, был ли ему присвоен номер в оригинальной серии GL, хотя он был назван с использованием новой номенклатуры как AA No. 3 Mk. 3.

Историк Королевской артиллерии отмечает, что «Малышка Мэгги» возникла на Средиземноморском театре военных действий, командовавшая подразделениями АА в вторжении союзников на Сицилию (Операция Хаски). Он был задуман как легкая альтернатива громоздким двухкабинным комплектам GL, способным приземляться над открытыми пляжами. Его передатчик, приемник, антенная решетка и рабочий дисплей были импровизированы из существующих компонентов Searchlight Control Radar (SLC) и были сведены к минимуму. Все они были размещены в одном двухколесном прицепе, буксируемом 3-тонным грузовиком. Он имел максимальную дальность обнаружения 20 000 ярдов (18 000 м) в зависимости от местоположения, а для целей артиллерийской стрельбы мог отслеживать с 14 000 ярдов (13 000 м) внутрь. Двенадцать комплектов были выданы тяжелым войскам ПВО, развернутым на первом этапе высадки хаски, и снова использовались для высадки в Салерно (операция «Лавина» ). Показатели Малышки Мэгги в действии были разочаровывающими не из-за каких-либо дефектов радара, а из-за механической неисправности, вызванной грубым движением. Шасси прицепа было перегружено, и на крутых склонах верх кабины задел тягач, что привело к повреждению. Он был заброшен после Салерно.

Ряд источников утверждает, что в СССР было отправлено 50 Малышей Мэгги. Совпадают ли они с сообщениями о 50 GL Mk. III, или если 50 Baby Maggie и еще 50 Mk. III (B) были отправлены, остается неясным. Некоторые подразделения в послевоенное время использовались в Индии для слежения за метеозондом.

Разработка Mk. III продолжалась в течение всего периода развертывания SCR-584. Это привело к появлению в 1944 году новой модели - AA No.3 Mk. 4, кодовое название «Glaxo». На последних этапах войны было произведено всего несколько Glaxos.

Дальнейшая разработка той же конструкции под кодовым названием радуга «Blue Cedar» привела к чрезвычайно успешной конструкции, которая поступила на вооружение как AA No. 3 Mk. 7. Mk. 7 оставался в использовании в качестве основного радара наводки орудий Великобритании до тех пор, пока большие зенитные орудия не были сняты с вооружения в конце 1950-х. Модель Mk. 7 также использовался в качестве осветителя для ранней управляемой лучом ракеты земля-воздух, Brakemine.

Описание

Это описание основано на британском Mk. III (B) модель. В целом Mk. III (C) будет аналогичным, за исключением деталей механического устройства прицепа и кабины.

Компоновка оборудования

Mk. III был построен на пятитонном четырехколесном прицепе производства Taskers of Andover. Хижину построил Метро Каммелл, строитель железнодорожных вагонов. Палуба передней ⁄ 4 прицепа была высотой по пояс, что позволяло управлять передней осью во время буксировки. Сразу за колесами шасси ступило вниз, при этом задняя часть была ближе к земле. Основная кабина располагалась наверху этой нижней секции с крыльями, обеспечивающими просвет вокруг задних колес.

Антенны радара были установлены на большом металлическом столбе, выходящем из верхней части кабины. Сложный каркас прямо над крышей позволял антеннам поворачиваться по вертикали под управлением рычага, установленного за правым параболическим отражателем (тарелкой). Две тарелки были установлены по обе стороны от столба с зазором между ними. Антенны IFF, если они установлены, выступают из двух верхних задних углов кабины. В верхней передней части прицепа установлен генератор, а также деревянные ящики для хранения запчастей и инструментов.

Для подготовки к работе прицеп был припаркован на подходящей ровной площадке, а тормоза были заблокированы. Затем из прицепа, по одному с каждой стороны спереди, там, где ступенька шасси соприкасалась с кабиной, и еще один с задней стороны кабины. Затем домкраты были использованы для выравнивания кабины с помощью спиртовых уровней. Затем были подняты антенны, генератор и можно было начинать работу. Вся настройка заняла около 20 минут, из них 3 минуты потребовалось для разогрева электроники.

Вся система, включая прицеп, весила более 9 длинных тонн (9100 кг), имела высоту 14 футов (4,3 м) с поднятыми антеннами или 12,5 футов (3,8 м) с опущенными антеннами для транспортировки, была просто более 22 футов (6,7 м) в длину и 9,5 футов (2,9 м) в ширину, увеличиваясь до 15,5 футов (4,7 м) в ширину с развернутыми выравнивающими домкратами.

Сведения о сигналах

Система приводилась в действие двигателем генератором с приводом от двигателя 440 Гц, установленным в передней части кабины. Это приводило в действие электронику, а также двигатель в приемной тарелке, который вращал антенну со скоростью 440 об / мин. Тот же двигатель также приводил в действие небольшой двухфазный генератор переменного тока, относительные фазы которого вращались синхронно с приемной антенной.

Передатчик состоял из одного магнетрона, первоначально мощностью 100 кВт, но до 350 кВт в более поздних версиях. Он генерировал импульс длительностью 1 микросекунду с той же частотой 440 Гц, что и главный генератор переменного тока. Это дало частоту повторения импульсов (PRF) 440 Гц, что очень мало для радара этого типа. Для сравнения: немецкий радар Würzburg, Mk. Аналог III имел частоту повторения импульсов 3750, что обеспечивает гораздо лучший сигнал при приеме.

Приемник состоял из двух супергетеродинных блоков. Первый использовал настраиваемый клистрон и кварцевый детектор для получения промежуточной частоты (ПЧ) 65 МГц, которая затем проходила через двухкаскадный усилитель. Затем результат был сведен к новой ПЧ 10 МГц и в трехкаскадный усилитель. Последний выпрямитель вырабатывал сигнал, который подавался непосредственно на отклоняющие пластины ЭЛТ по оси Y.

ЭЛТ, на который подается сигнал два, контролировалось фазой меньшего генератора переменного тока. Выход был отправлен в распределительную коробку, которая сравнивала относительную фазу двух сигналов, отправляя его на один из четырех выходов, вращающихся сверху вниз, снизу и влево. Правый и верхний каналы пропускались через задержки.

Отображение и интерпретация

Крупный план консоли, показанной выше. Верхний ЭЛТ, уровень глаз, является индикатором грубого диапазона. Металлическая проволока, используемая для позиционирования метки, видна только на индикаторе точного диапазона под ней. Диапазон считывается на часовом индикаторе справа от нижнего ЭЛТ. Отображение пеленга и высоты слева, вне кадра. секундомер наверху был добавлен, чтобы операторы метеорологического бюро могли точно рассчитывать время своих измерений. Mk. III показания высоты и пеленга будут похожи на эти изображения AI Mk. IV радар. Одиночный всплеск цели можно увидеть примерно на полпути по оси времени. Значки одинаковой длины на левом дисплее, но немного длиннее в правой части правого дисплея. Это означает, что цель находится по центру вертикально, но немного вправо. Большие треугольные формы слева и вверху вызваны отражениями от земли и обычно не видны, когда антенны направлены вверх.

Mk. III использовал несколько сложную систему отображения с несколькими электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ), известную как Presentation Unit, созданную The Gramophone Company (EMI ).

Типичное радиолокационное отображение измеренного диапазона эры путем сравнения точки возврата с ее положением на лицевой стороне ЭЛТ. Измерение по шкале может обеспечить точность дальности от 200 до 400 ярдов (180–370 м) на Mk. 6-дюймовые (15 см) ЭЛТ III, гораздо меньшая точность, чем требуется для наводки орудия. Чтобы решить эту проблему, Mk. III использовал два индикатора дальности: грубый и точный. Грубый дисплей, расположенный на уровне глаз в консоли, представлял собой классический дисплей A-scope, на котором отображались все точки в пределах диапазона действия радара, обычно 32 000 ярдов (29 000 м).

Большой маховик, выступающий из консоли на уровне колена, вращал большой потенциометр, выходной сигнал которого направлялся на большой конденсатор. Когда конденсатор достигал предварительно выбранного напряжения, он запускал второй генератор временной развертки, установленный на 6 микросекунд, или, в случае обратного хода радара туда и обратно, 1000 ярдов (910 м). Выходной сигнал этой временной развертки был инвертирован и смешан с сигналом на грубом дисплее, в результате чего внизу базовой линии появилась яркая расширенная линия, известная как стробоскоп. Когда оператор вращал маховик, стробоскоп перемещался вперед и назад по дисплею, позволяя выбрать конкретную цель, центрируя ее внутри стробоскопа.

Перемещение стробоскопа позволяло оператору диапазона выбирать цели в пределах 1000 ярдов. "окно". Это окно заполнило дисплей точного диапазона; это также был 6-дюймовый дисплей, поэтому на этом дисплее каждый дюйм представлял около 50 метров (160 футов), что обеспечивает гораздо большую точность. Во время работы оператор будет постоянно вращать маховик, стараясь удерживать метку точно по центру дисплея, если измерять ее по тонкой металлической проволоке, натянутой на лицевую сторону трубки. Это позволяло вести постоянную дальность стрельбы с точностью порядка 25 ярдов (23 м), что более чем достаточно для наводки орудия. Справа от точного дисплея находился механический циферблат с большим указателем, который отображал текущий диапазон, выбранный маховиком.

Еще более быстрая временная развертка, 4 микросекунды, запускалась в центре строба. Только те сигналы в этом окне в 650 ярдов (590 м) были отправлены на дисплеи высоты и пеленга, поэтому их дисплеи отображали только одну метку, выбранную в стробоскопе. Это избавило их от необходимости иметь отображение курса. Вместо этого их станции имели только эквивалент дисплея с мелким изображением, перемещенного на уровне глаз, чтобы облегчить чтение. Свободное место дисплея на нижней панели, где обычно должен быть точный дисплей, вместо этого использовалось для удержания механических циферблатов, которые отображали текущий азимут или высоту. Оператор пеленга сидел слева от оператора дальности, а оператор высоты - слева от него. Это позволяло одному оператору на индикаторе дальности легко дотянуться до маховика пеленга, хотя колесо высоты было в некоторой степени досягаемым.

Хотя этот метод сканирования позволял точно измерить угол цели, он действительно не указывал прямо, в каком направлении нужно повернуть антенну для ее центрирования - это можно было увидеть по нарастающей и падающей силе вспышек, но на практике это было слишком быстро, чтобы проследить визуально. Здесь в игру вступили электрические задержки на распределительной коробке. Задерживая правый сигнал по сравнению с левым, на результирующем дисплее отображаются два пика, разделенных по горизонтали. Они будут примерно центрированы в зависимости от точности оператора диапазона. Более высокая точка была в направлении поворота; если левая точка была больше, оператору нужно было повернуть антенну влево. отображение вверх / вниз работало так же, хотя оператору приходилось «вращать» изображение в своей голове.

Техника работы

Учитывая ограниченный угол, под которым Mk. III сканировал, самое большее 10 градусов, система обычно была соединена со вторым радаром с гораздо более широкой диаграммой направленности. В случае AA № 4 это обеспечивало полное сканирование на 360 градусов, которое отображалось на индикаторе положения в плане. Операторы этого второго радара будут вызывать контакты на Mk. III, которые поворачивают свою антенну к указанному пеленгу, а затем перемещают антенну вертикально, чтобы найти цель. Когда на индикаторе грубого диапазона был виден всплеск, оператор диапазона перемещал стробоскоп в нужное положение, и с этого момента все операторы непрерывно перемещали свои органы управления, чтобы обеспечить плавное отслеживание.

Регулятор диапазона был подключен. к потенциометру и измеряет диапазон электронным способом. Угол места и азимут измеряли по физическому положению антенны. Вращение маховиков в этих положениях приводило в движение узел ротора через двигатели сельсин, а текущее положение передавалось обратно на дисплей оператора с помощью зажимов, более известных сегодня как синхронизаторов. Выходные данные журналов также усиливались и отправлялись на внешние разъемы, где их можно было использовать для создания дополнительных дисплеев в удаленных местах. Обычно они отправлялись на входы артиллерийских аналоговых компьютеров, известных как предсказатели.

Использование IFF

Еще в 1940 году некоторые британские самолеты были оснащены IFF Mk. II, а к тому времени Mk. III были внедрены в 1943 году, многие самолеты были оснащены IFF Mk. III. Они состояли из транспондера, установленного на воздушном судне, который был настроен на заранее выбранную частоту, и когда он услышал сигнал на этой частоте, он отправил собственный короткий сигнал на другой заранее выбранной частоте..

GL Mk. III опционально оснащался соответствующим запросчиком. Когда оператор радара нажимал кнопку, запросчик посылал периодические сигналы на выбранной частоте через большую штыревую антенну , установленную в заднем углу кабины. Ответный сигнал от транспондера принимался второй антенной в противоположном заднем углу кабины, усиливался и отправлялся на дисплеи. Этот сигнал смешивается с собственным приемником радара, в результате чего новый сигнал отображается непосредственно за меткой. Вместо резкой формы колоколообразной кривой, сигнал, отвечающий на вызов IFF, будет иметь прямоугольное продолжение позади него, позволяя оператору легко видеть, какие воздушные суда подходят. На практике выбор IFF часто выполнялся поисковым радаром до того, как он был передан GL, а приспособления IFF на GL не были универсальными.

Использование в метеорологии

Mk. III долгое время использовался для метеорологических измерений ветра на высоте путем отслеживания радарных отражателей, подвешенных к метеозонду. Для измерения скорости рядом с индикатором диапазона был установлен секундомер, и показания снимались каждую минуту.

Поскольку воздушные шары часто выходили за пределы номинальной дальности действия радара 32 000 ярдов, эти версии были оснащены устройством расширения дальности. Это был моностабильный мультивибратор, известный как One-Shot или Kipp Relay, который запускал грубую временную развертку, смещая ее начальную точку, поэтому он срабатывал не сразу после передачи, а через выбранное время после нее. Extender имел настройки для 30 000 или 60 000 ярдов, поэтому система могла отслеживать воздушные шары в трех основных окнах: от 0 до 32 000 ярдов, от 30 000 до 62 000 и от 60 000 до 92 000.

Эти единицы были произведены после изменения наименования и были широко известны как AA No. 3 Mk. 2/4.

Примечания
Ссылки

Цитаты

Библиография

Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-21 09:02:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте