AI Mk. Radar IV -AI Mk. IV radar
 O capitão do grupo "Paddy" Green atingiu a maioria de suas 11 mortes confirmadas neste Mk. Beaufighter equipado com IV.
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| País de origem | Reino Unido |
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| Introduzido | 1940 |
| Modelo | Interceptação aerotransportada |
| Frequência | 193 MHz (VHF) |
| PRF | 750 pps |
| Beamwidth | ~ 175 graus |
| Largura do pulso | 2,8 µs |
| Faixa | 400 a 18.000 pés (120-5.490 m) |
| Precisão | 5 graus |
| Poder | 10 kW |
| Outros nomes | AIR 5003, SCR-540 |
Radar, interceptação aerotransportada, Mark IV ou AI Mk. IV, para abreviar, foi o primeiro sistema de radar ar-ar operacional do mundo . Early Mk. III unidades apareceram em julho de 1940 em bombardeiros leves Bristol Blenheim convertidos , enquanto o Mk definitivo. IV alcançou ampla disponibilidade no caça pesado Bristol Beaufighter no início de 1941. No Beaufighter, o Mk. IV, sem dúvida, desempenhou um papel no fim da Blitz , a campanha de bombardeio noturno da Luftwaffe no final de 1940 e início de 1941.
O desenvolvimento inicial foi motivado por um memorando de 1936 de Henry Tizard sobre o tema da luta noturna. O memorando foi enviado a Robert Watt , diretor dos esforços de pesquisa de radar, que concordou em permitir que o físico Edward George "Taffy" Bowen formasse uma equipe para estudar o problema da interceptação aérea. A equipe teve um sistema de teste em voos no final daquele ano, mas o progresso foi atrasado por quatro anos por realocações de emergência, três projetos de produção abandonados e a relação cada vez mais adversária de Bowen com o substituto de Watt, Albert Percival Rowe . No final das contas, Bowen foi forçado a deixar a equipe assim que o sistema estava finalmente amadurecendo.
O Mk. A série IV operou a uma frequência de cerca de 193 megahertz (MHz) com um comprimento de onda de 1,5 metros e ofereceu faixas de detecção contra aeronaves grandes de até 20.000 pés (6,1 km). Ele tinha inúmeras limitações operacionais, incluindo um alcance máximo que aumentava com a altitude da aeronave e um alcance mínimo que mal chegava perto o suficiente para permitir que o piloto visse o alvo. Era necessária uma habilidade considerável do operador de radar para interpretar as exibições de seus dois tubos de raios catódicos (CRTs) para o piloto. Foi somente com o aumento da proficiência das tripulações, juntamente com a instalação de novos sistemas de radar baseados em terra dedicados à tarefa de interceptação, que as taxas de interceptação começaram a aumentar. Isso quase dobrou a cada mês até a primavera de 1941, durante o auge da Blitz.
O Mk. IV foi usado nas linhas de frente por apenas um curto período. A introdução do magnetron de cavidade em 1940 levou a um rápido progresso nos radares de freqüência de microondas , que ofereciam uma precisão muito maior e eram eficazes em baixas altitudes. O protótipo Mk. VII começou a substituir o Mk. IV no final de 1941, e o AI Mk. VIII largamente relegou o Mk. IV para deveres de segunda linha em 1943. O Mk. O receptor IV, originalmente um receptor de televisão , foi usado como base do ASV Mk. Radar II , Chain Home Low , AMES Tipo 7 e muitos outros sistemas de radar durante a guerra.
Desenvolvimento
Gênese
No final de 1935, o desenvolvimento de Robert Watt do que era então conhecido como RDF em Bawdsey Manor em Suffolk, na costa leste da Inglaterra, teve sucesso na construção de um sistema capaz de detectar grandes aeronaves em distâncias de mais de 40 milhas (64 km). Em 9 de outubro, Watt escreveu um memorando solicitando a construção de uma cadeia de estações de radar na costa leste da Inglaterra e da Escócia, espaçadas cerca de 20 milhas (32 km), fornecendo um aviso prévio para todas as Ilhas Britânicas. Isso ficou conhecido como Chain Home (CH), e logo os próprios radares ficaram conhecidos com o mesmo nome. O desenvolvimento continuou e, no final de 1935, o alcance havia melhorado para mais de 80 milhas (130 km), reduzindo o número de estações necessárias.
Durante 1936, o sistema experimental em Bawdsey foi testado contra uma variedade de ataques simulados, junto com o extenso desenvolvimento da teoria de interceptação realizado na RAF Biggin Hill . Um dos observadores foi Hugh Dowding , inicialmente como diretor de pesquisas da RAF e depois como comandante do Comando de Caças da RAF . Dowding observou que as estações CH forneciam tantas informações que os operadores tiveram problemas para retransmiti-las aos pilotos, e os pilotos tiveram problemas para entendê-las. Ele abordou isso por meio da criação do que hoje é conhecido como sistema Dowding .
O sistema Dowding dependia de uma rede telefônica privada que encaminhava informações das estações CH, Royal Observer Corps (ROC) e descoberta de direção de rádio pipsqueak (RDF) para uma sala central onde os relatórios eram plotados em um grande mapa. Essa informação foi então enviada por telefone para as quatro sedes regionais do Grupo, que recriaram o mapa de sua área de atuação. Os detalhes desses mapas seriam então enviados aos Setores de cada Grupo, cobrindo uma ou duas bases aéreas principais, e de lá para os pilotos via rádio. Este processo demorou, durante o qual a aeronave alvo se moveu. Como os sistemas CH eram precisos apenas em cerca de 1 km, na melhor das hipóteses, os relatórios subsequentes foram espalhados e não puderam posicionar um alvo com mais precisão do que cerca de 5 milhas (8,0 km). Isso era bom para interceptações diurnas; os pilotos normalmente teriam localizado seus alvos dentro deste alcance.
Bombardeio noturno
Henry Tizard, cujo comitê liderou o desenvolvimento do sistema CH, ficou preocupado com o fato de o CH ser muito eficaz. Ele esperava que a Luftwaffe sofresse tantas perdas que seria forçada a cancelar os ataques diurnos e se voltaria para um bombardeio noturno. Seus predecessores na Primeira Guerra Mundial fizeram o mesmo quando a Área de Defesa Aérea de Londres bloqueou com sucesso os ataques diurnos e as tentativas de interceptar bombardeiros alemães à noite se mostraram comicamente ineficazes. As preocupações de Tizard provariam ser proféticas; Bowen chamou de "um dos melhores exemplos de previsão tecnológica feita no século XX".
Tizard estava ciente de que os testes mostraram que um observador só seria capaz de ver uma aeronave à noite a um alcance de cerca de 1.000 pés (300 m), talvez 2.000 pés (610 m) nas melhores condições de luar, uma precisão que o sistema Dowding não poderia fornecer. Para agravar o problema, haveria a perda de informações do ROC, que não seria capaz de localizar a aeronave, exceto nas melhores condições. Se a interceptação fosse tratada por radar, ela teria que ser organizada no curto espaço de tempo entre a detecção inicial e a passagem da aeronave além dos locais de CH na costa.
Tizard colocou suas idéias em uma carta de 27 de abril de 1936 para Hugh Dowding, que na época era o Membro da Força Aérea para Pesquisa e Desenvolvimento . Ele também enviou uma cópia para Watt, que a encaminhou para os pesquisadores que estavam se mudando para sua nova estação de pesquisa em Bawdsey Manor. Em uma reunião no pub Crown and Castle, Bowen pressionou Watt para obter permissão para formar um grupo para estudar a possibilidade de colocar um radar na própria aeronave. Isso significaria que as estações CH só precisariam levar o caça à área geral do bombardeiro, o caça seria capaz de usar seu próprio radar para o resto da interceptação. Watt acabou se convencendo de que a equipe necessária para apoiar o desenvolvimento do CH e de um novo sistema estava disponível, e o Airborne Group foi separado do esforço do CH em agosto de 1936.
Esforços iniciais
Bowen iniciou os esforços do radar de interceptação aerotransportada (AI) discutindo o problema com dois engenheiros da RAF Martlesham Heath , Fred Roland e NE Rowe. Ele também fez uma série de visitas ao quartel-general do Comando de Caça em RAF Bentley Priory e discutiu técnicas de combate noturno com quem se mostrou interessado. Os primeiros critérios para um radar aerotransportado, operado pelo piloto ou por um observador, incluíam:
- peso não deve exceder 200 libras (91 kg),
- espaço instalado de 8 pés cúbicos (0,23 m 3 ) ou menos,
- uso máximo de energia de 500 W ( watts ), e
- antenas de 30 cm de comprimento ou menos.
Bowen liderou uma nova equipe para construir o que era então conhecido como RDF2, os sistemas originais se tornando RDF1. Eles começaram a procurar um sistema receptor adequado e imediatamente tiveram um golpe de sorte; A EMI construiu recentemente um receptor protótipo para as transmissões experimentais de televisão da BBC em comprimento de onda de 6,7 m (45 MHz). O receptor usava sete ou oito tubos de vácuo (válvulas) em um chassi de apenas 3 polegadas (7,6 cm) de altura e cerca de 18 polegadas (46 cm) de comprimento. Combinado com um display CRT, todo o sistema pesava apenas 20 libras (9,1 kg). Bowen mais tarde o descreveu como "de longe melhor do que qualquer coisa que [tinha] sido alcançada na Grã-Bretanha até então".
Apenas um receptor estava disponível, que foi movido entre as aeronaves para teste. Um transmissor com a potência necessária não estava disponível em formato portátil. Bowen decidiu ganhar alguma familiaridade com o equipamento construindo um transmissor baseado em terra. Colocando o transmissor na Torre Vermelha de Bawdsey e o receptor na Torre Branca, eles descobriram que eram capazes de detectar aeronaves a uma distância de até 40 a 50 milhas (64-80 km).
RDF 1.5
Com o conceito básico comprovado, a equipe procurou então uma aeronave adequada para transportar o receptor. Martlesham forneceu um bombardeiro Handley Page Heyford , uma reversão de funções do Experimento Daventry original que levou ao desenvolvimento de CH no qual um Heyford era o alvo. Um dos motivos para a escolha desse projeto foi que seus motores Rolls-Royce Kestrel tinham um sistema de ignição bem blindado que emitia ruído elétrico mínimo.
Montar o receptor no Heyford não era uma tarefa trivial; a antena dipolo de meia onda padrão precisava ter cerca de 3,5 metros (11 pés) de comprimento para detectar comprimentos de onda de 6,7 m. A solução foi finalmente encontrada amarrando um cabo entre os suportes fixos do trem de pouso do Heyford . Uma série de baterias secas que revestem o piso da aeronave alimentam o receptor, fornecendo alta tensão para o CRT por meio de uma bobina de ignição retirada de um carro Ford .
Quando o sistema foi ao ar pela primeira vez no outono de 1936, ele imediatamente detectou aeronaves voando no circuito de Martlesham, a 8 a 10 milhas (13–16 km) de distância, apesar da crueza da instalação. Outros testes tiveram o mesmo sucesso, com o alcance estendido para 12 milhas (19 km).
Foi nessa época que Watt organizou um grande teste do sistema CH em Bawdsey com muitas aeronaves envolvidas. Dowding fora promovido a Chefe do Comando de Caça e estava pronto para assistir. As coisas não correram bem; por razões desconhecidas, o radar não detectou a aeronave se aproximando até que eles estivessem muito perto para providenciar a interceptação. Dowding observava as telas atentamente em busca de qualquer sinal dos bombardeiros, mas não encontrou nenhum quando os ouviu passar por cima. Bowen evitou o desastre total organizando rapidamente uma demonstração de seu sistema na Torre Vermelha, que selecionou a aeronave enquanto ela se reformava a 80 km de distância.
O sistema, então conhecido como RDF 1.5, exigiria um grande número de transmissores baseados em terra para funcionar em um ambiente operacional. Além disso, uma boa recepção só era alcançada quando o alvo, o interceptor e o transmissor estavam quase alinhados. Devido a essas limitações, o conceito básico foi considerado impraticável como um sistema operacional, e todos os esforços foram direcionados para projetos com o transmissor e o receptor na aeronave interceptora.
Bowen mais tarde lamentaria essa decisão em seu livro Radar Days , onde observou seus sentimentos sobre a falha em acompanhar o sistema RDF 1.5:
Em retrospecto, agora está claro que esse foi um erro grave. ... Em primeiro lugar, teria dado a eles um dispositivo provisório no qual interceptações de teste poderiam ter sido realizadas à noite, dois anos inteiros antes do início da guerra. Isso teria fornecido aos pilotos e observadores treinamento nas técnicas de interceptação noturna, algo que eles não obtiveram até que a guerra fosse declarada.
Outra tentativa de reviver o conceito RDF 1.5, hoje conhecido mais geralmente como radar bistático , foi feita em março de 1940, quando um conjunto modificado foi montado no Bristol Blenheim L6622 . Este conjunto foi ajustado para as transmissões dos novos transmissores Chain Home Low , dezenas dos quais estavam sendo instalados ao longo da costa do Reino Unido . Esses experimentos não tiveram sucesso, com um alcance de detecção da ordem de 4 milhas (6,4 km), e o conceito foi abandonado para sempre.
Bolotas gigantes, comprimentos de onda mais curtos e ASV
A equipe recebeu vários tubos de vácuo de bolota grandes da Western Electric Tipo 316A no início de 1937. Eles eram adequados para a construção de unidades transmissoras de cerca de 20 W de potência contínua para comprimentos de onda de 1 a 10 m (300 a 30 MHz). Percy Hibberd construiu um protótipo de transmissor com pulsos de algumas centenas de watts e o adaptou ao Heyford em março de 1937.
Nos testes, o transmissor provou ser apenas pouco adequado na função ar-ar, com faixas de detecção curtas devido à sua potência relativamente baixa. Mas, para a surpresa de todos, foi capaz de identificar facilmente os cais e guindastes nas docas de Harwich, alguns quilômetros ao sul de Bawdsey. O transporte também apareceu, mas a equipe não conseguiu testar isso muito bem, pois o Heyford foi proibido de voar sobre a água. Após esse sucesso, Bowen recebeu duas aeronaves de patrulha Avro Anson , K6260 e K8758 , junto com cinco pilotos estacionados em Martlesham para testar seu papel de detecção de navio. Os primeiros testes demonstraram um problema com o ruído do sistema de ignição interferindo no receptor, mas isso foi logo resolvido pelos instaladores do Royal Aircraft Establishment (RAE).
Enquanto isso, Hibberd construiu com sucesso um novo amplificador push-pull usando duas das mesmas válvulas, mas trabalhando na banda de 1,25 metros , uma banda de VHF superior (cerca de 220 MHz); abaixo de 1,25 m, a sensibilidade caiu drasticamente. Gerald Touch, originalmente do Laboratório Clarendon , converteu o receptor EMI para este comprimento de onda usando o conjunto existente como o estágio de frequência intermediária (IF) de um circuito super - heteródino . A frequência original de 45 MHz permaneceria como a configuração de FI para muitos sistemas de radar seguintes. Em seu primeiro teste em 17 de agosto, o Anson K6260 com Touch e Keith Wood a bordo detectou imediatamente o embarque no Canal da Mancha em um intervalo de 2 a 3 milhas (3,2 a 4,8 km). A equipe posteriormente aumentou o comprimento de onda ligeiramente para 1,5 m para melhorar a sensibilidade do receptor, e esta configuração de 200 MHz seria comum a muitos sistemas de radar desta época.
Após ouvir sobre o sucesso, Watt ligou para a equipe e perguntou se eles estariam disponíveis para testes em setembro, quando uma frota combinada de navios da Marinha Real e aeronaves do Comando Costeiro da RAF realizariam exercícios militares no Canal. Na tarde de 3 de setembro, a aeronave detectou com sucesso o encouraçado HMS Rodney , o porta-aviões HMS Courageous e o cruzador leve HMS Southampton , recebendo retornos muito fortes. No dia seguinte, eles decolaram ao amanhecer e, quase totalmente nublado, encontraram Courageous e Southampton a uma distância de 8,0 a 9,7 km (5 a 6 milhas). À medida que se aproximavam dos navios e eventualmente se tornavam visíveis, eles podiam ver a aeronave corajosa lançando-se para interceptá-los. A promessa do sistema não foi perdida pelos observadores; Albert Percival Rowe, do Comitê Tizard, comentou que "Isso, se eles soubessem, era a inscrição na parede para o Serviço de Submarino Alemão."
O radar aerotransportado para detectar navios no mar passou a ser conhecido como radar Air-to-Surface-Vessel (ASV). Seus sucessos levaram a demandas contínuas de testes adicionais. O crescente interesse e maiores esforços em ASV contribuíram para atrasos nos conjuntos de interceptação aerotransportada; a equipe passou um tempo considerável em 1937 e 1938 trabalhando no problema do ASV.
ASV emerge
Em maio de 1938, AP Rowe assumiu Bawdsey Manor de Watt, que havia sido nomeado Diretor de Desenvolvimento de Comunicações no Ministério da Aeronáutica. O restante de 1938 foi ocupado com problemas práticos no desenvolvimento do ASV. Uma mudança foi o uso dos novos tubos Western Electric 4304 no lugar dos 316As anteriores. Isso permitiu um novo aumento na potência de pulsos em torno de 2 kW, o que proporcionou a detecção de navios em 12 a 15 milhas (19-24 km). Seu alvo de teste foi o Cork Lightship , um pequeno barco ancorado a cerca de 4 milhas (6,4 km) da Torre Branca. Essa atuação contra uma embarcação tão pequena foi suficiente para que o Exército começasse a trabalhar no que viria a ser os radares de Defesa Costeira (CD). A célula do Exército foi instalada pela primeira vez em 16 de outubro de 1936 para desenvolver os sistemas de radar Gun Laying .
Outra mudança foi devido a cada parte do equipamento ter diferentes requisitos de energia. Os tubos do transmissor usavam 6 V para aquecer seus filamentos, mas eram necessários 4 V para os tubos do receptor e 2 V para o filamento do CRT. O CRT também precisava de 800 V para seu canhão de elétrons, mas os tubos transmissores de 1000 V para seus moduladores (drivers). No início, a equipe usou grupos geradores a motor colocados nas fuselagens de Anson e Battle, ou baterias conectadas de várias maneiras, como nos primeiros conjuntos nos Heyfords. Bowen decidiu que a solução era construir uma fonte de alimentação que produzisse todas essas tensões CC a partir de uma única fonte de 240 V 50 Hz usando transformadores e retificadores. Isso permitiria que eles acionassem os sistemas de radar usando a energia da rede elétrica enquanto a aeronave estivesse no solo.
Os motores aeronáuticos britânicos eram normalmente equipados com um eixo de tomada de força que conduzia à parte traseira do motor. Em aeronaves bimotoras como o Anson, um deles seria usado para um gerador que alimentava os instrumentos da aeronave em 24 V DC, o outro seria deixado desconectado e disponível para uso. Seguindo uma sugestão de Watt para evitar os canais do Ministério da Aeronáutica, em outubro Bowen voou uma das Batalhas para a fábrica Metropolitan-Vickers (Metrovick) em Sheffield, onde desligou o gerador DC do motor, largou-o sobre a mesa e pediu um alternador CA de tamanho e forma semelhantes. Arnold Tustin , o engenheiro-chefe da Metrovick, foi chamado para considerar o problema e depois de alguns minutos ele voltou para dizer que poderia fornecer uma fonte de 80 V de 1200 a 2400 Hz e 800 W, ainda melhor do que os 500 W solicitados. Bowen fez um pedido de 18 unidades de pré-produção o mais rápido possível, e as primeiras unidades começaram a chegar no final de outubro. Seguiu-se um segundo pedido de 400, mais rapidamente. Eventualmente, cerca de 133.800 desses alternadores seriam produzidos durante a guerra.
Projeto de trabalho
Para testar melhor as necessidades da IA, era necessária uma aeronave com a velocidade necessária para interceptar um bombardeiro moderno. Em outubro de 1938, a equipe recebeu dois bombardeiros leves Fairey Battle , que tinham desempenho e tamanho mais adequados para a função de caça noturno . As batalhas K9207 e K9208 , e a tripulação para pilotá -las, foram enviadas para Martlesham; O K9208 foi selecionado para transportar o radar, enquanto o K9207 foi usado como alvo e aeronave de apoio.
Em 1939, estava claro que a guerra estava se aproximando e a equipe começou a voltar sua atenção primária do ASV para a IA. Um novo conjunto, construído combinando a unidade transmissora das unidades ASV mais recentes com o receptor EMI, voou pela primeira vez em uma batalha em maio de 1939. O sistema demonstrou um alcance máximo que era apenas adequado, cerca de 2 a 3 milhas (3,2-4,8 km ), mas o alcance mínimo muito longo provou ser um problema muito maior.
O alcance mínimo de qualquer sistema de radar é devido à sua largura de pulso , o período de tempo que o transmissor fica ligado antes de desligar para que o receptor possa ouvir reflexos de alvos. Se o eco do alvo for recebido enquanto o transmissor ainda está enviando, o eco será inundado pelo pulso transmitido com retrodifusão de fontes locais. Por exemplo, um radar com uma largura de pulso de 1 µs não seria capaz de ver retornos de um alvo a menos de 150 m de distância, porque o sinal de radar viajando na velocidade da luz cobriria a distância de ida e volta de 300 m antes disso 1 o intervalo µs havia passado.
No caso do ASV, isso não foi um problema; a aeronave não se aproximaria de um navio na superfície mais perto do que sua altitude de talvez alguns milhares de pés, então uma largura de pulso mais longa era adequada. Mas no papel de IA, o alcance mínimo era pré-definido pela visão do piloto, a 300 m ou menos para interceptação noturna, que exigia larguras de pulso de sub-microssegundos. Isso se provou muito difícil de organizar e alcances abaixo de 1.000 pés eram difíceis de produzir.
Gerald Touch investiu um esforço considerável para resolver este problema e finalmente concluiu que um pulso de transmissor sub-1 µs era possível. No entanto, quando isso foi tentado, verificou-se que os sinais vazariam para o receptor e fariam com que ele ficasse cego por um período superior a 1 µs. Ele desenvolveu uma solução usando um gerador de base de tempo que tanto acionava o pulso do transmissor quanto cortava a extremidade frontal do receptor, tornando-o muito menos sensível durante esse período. Esse conceito ficou conhecido como squegging . Em testes extensivos no Anson K6260 , o Touch finalmente estabeleceu um alcance mínimo de 800 pés (240 m) como o melhor compromisso entre visibilidade e sensibilidade.
Além disso, os conjuntos demonstraram um sério problema com reflexos no solo. A antena de transmissão enviou o pulso por uma área muito ampla cobrindo todo o lado frontal da aeronave. Isso significa que parte da energia transmitida atingiu o solo e foi refletida de volta para o receptor. O resultado foi uma linha sólida cruzando a tela a uma distância igual à altitude da aeronave, além da qual nada podia ser visto. Isso era bom quando a aeronave estava voando a 15.000 pés (4,6 km) ou mais e o retorno ao solo estava próximo do alcance útil máximo, mas significava que as interceptações realizadas em altitudes mais baixas ofereciam um alcance cada vez mais curto.
Visitas de dowding
Em maio de 1939, a unidade foi transferida para uma batalha e, em meados de junho, o "Stuffy" Dowding foi levado em um vôo de teste. Bowen operou o radar e fez várias abordagens de vários pontos. Dowding ficou impressionado e pediu uma demonstração do alcance mínimo. Ele instruiu Bowen para que o piloto mantivesse a posição, uma vez que tivessem feito sua abordagem mais próxima no escopo do radar, para que pudessem olhar para cima e ver o quão perto realmente estava. Bowen relata o resultado:
Nos 30 ou 40 minutos anteriores, nossas cabeças ficaram sob o pano preto que protegia os tubos de raios catódicos. Tirei o pano e Stuffy olhou para a frente e disse: "Onde está? Não consigo ver". Eu apontei direto para cima; estávamos voando quase diretamente abaixo do alvo. "Meu Deus" disse Stuffy "diga a ele para se afastar, estamos muito perto."
A versão de Dowding dos mesmos eventos é diferente. Ele afirma que ficou "tremendamente impressionado" com o potencial, mas apontou para Bowen que o alcance mínimo de 1.000 pés era uma deficiência séria. Ele não menciona a aproximação, e sua formulação sugere que isso não aconteceu. Dowding relata que quando eles se encontraram novamente no final do dia, Bowen afirmou que havia feito um avanço sensacional, e o alcance mínimo havia sido reduzido para apenas 220 pés (67 m). Dowding relata isso sem crítica, mas o registro histórico demonstra que esse avanço não foi feito.
Em seu retorno a Martlesham, Dowding descreveu suas preocupações sobre as interceptações noturnas e as características de um caça noturno adequado. Como as interceptações eram demoradas, a aeronave precisava ter longa durabilidade. Para garantir que o fogo amigo não fosse um problema, os pilotos seriam obrigados a identificar todos os alvos visualmente. Isso significava que um operador de radar separado seria necessário, para que o piloto não perdesse sua visão noturna ao olhar para os CRTs. E, finalmente, como o tempo necessário para providenciar uma interceptação era tão longo, a aeronave precisava de armamento que pudesse garantir a destruição de um bombardeiro em uma única passagem - havia pouca chance de uma segunda interceptação ser arranjada.
Dowding mais tarde escreveu um memorando considerando várias aeronaves para o papel, rejeitando o caça de dois lugares Boulton Paul Defiant devido à sua área de torre traseira apertada. Ele tinha certeza de que o Bristol Beaufighter seria perfeito para o papel, mas demoraria algum tempo para ficar pronto. Assim, ele selecionou o bombardeiro leve Bristol Blenheim para o mandato imediato, enviando dois dos primeiros protótipos a Martlesham Heath para serem equipados com o radar das Batalhas. Blenheim K7033 foi equipado com o radar, enquanto K7034 atuou como o alvo. Ambas as aeronaves perderam uma hélice durante o vôo, mas pousaram com segurança; A hélice do K7033 nunca foi encontrada, mas a do K7034 foi devolvida a Martlesham no dia seguinte por um fazendeiro irado.
Mk. eu
Mesmo no comprimento de onda de 1,5 m, antenas de tamanho prático tinham ganho relativamente baixo e resolução muito baixa; a antena transmissora criou um sinal em forma de leque com mais de 90 graus de largura. Isso não era útil para localizar um alvo, portanto, algum sistema de indicação de direção era necessário. A equipe considerou seriamente a comparação de fase como uma solução, mas não conseguiu encontrar um circuito de mudança de fase adequado.
Em vez disso, foi adotado um sistema de múltiplas antenas receptoras, cada uma localizada de forma que apenas uma determinada seção do céu fosse visível. Dois receptores horizontais foram montados em cada lado da fuselagem e só viram reflexos da esquerda ou da direita, ligeiramente sobrepostos no meio. Dois receptores verticais foram montados acima e abaixo da asa, vendo reflexos acima ou abaixo da aeronave.
Cada par de antenas era conectado a uma chave motorizada que alternava rapidamente entre os pares, uma técnica conhecida como troca de lóbulo . Ambos os sinais foram então enviados para um tubo de raios catódicos (CRT) para exibição, com um deles passando por um inversor de tensão. Se o alvo estivesse à esquerda, o visor mostraria um blip mais longo à esquerda do que à direita. Quando o alvo estava bem à frente, os blips teriam a mesma duração. Havia uma precisão inerentemente limitada para tal solução, cerca de cinco graus, mas era uma solução prática em termos de limitação do tamanho da antena.
A essa altura, o Ministério da Aeronáutica estava desesperado para colocar qualquer unidade em serviço. Satisfeito com sua visita em maio, Dowding sugeriu que o Mk. Eu era bom o suficiente para fins de teste operacional. Em 11 de junho de 1939, AI recebeu a maior prioridade e providências foram tomadas para fornecer 11 Blenheims adicionais ao esquadrão nº 25 em RAF Hawkinge (para um total de 21). Uma vez que cada uma das peças vinha de fornecedores diferentes e os montadores não estavam familiarizados com nada disso, os membros da equipe de IA teriam que montar os componentes manualmente à medida que chegavam e instruir os montadores sobre os conjuntos.
Watt estava esperando o pedido e, em 1938, providenciou a produção dos transmissores em Metrovick e dos receptores em AC Cossor . Estes eram os produtos errados: Metrovick foi instruído a copiar diretamente ("chinês") o projeto de Percy Hibberd de 1937, mas Bawdsey entregou o protótipo errado para Metrovick, que o copiou. Os receptores Cossor foram considerados inutilizáveis, pesando tanto quanto o transmissor e receptor inteiros, e tendo sensibilidade cerca de metade da EMI lash-up.
Tira Pye
Foi nesta altura que a equipa teve mais um golpe de sorte. O ex-orientador de tese de Bowen no King's College, em Londres , foi Edward Appleton , que havia trabalhado com Watt e Harold Pye durante a década de 1920. Desde então, Pye formou sua própria empresa de rádio, a Pye Ltd. , e era ativo no campo da televisão. Eles haviam apresentado recentemente um novo aparelho de televisão baseado em um tubo de vácuo inovador desenvolvido pela Philips da Holanda, o pentodo EF50 . Appleton mencionou o projeto do Pye para Bowen, que o considerou um grande aprimoramento em relação à versão EMI, e ficou feliz em saber que havia ocorrido uma pequena tiragem de produção que poderia ser usada em seus experimentos. O desenho ficou amplamente conhecido como tira Pye .
A tira Pye foi um avanço tão grande na unidade EMI que o EF50 se tornou um componente estratégico chave. Como uma invasão alemã do oeste se aproximava em 1940, os britânicos contataram a Philips e organizaram um plano para remover a diretoria da empresa para o Reino Unido, junto com mais 25.000 EF50s e outras 250.000 bases, nas quais Mullard , subsidiária da Philips no Reino Unido, poderia construir tubos completos. Um destróier, HMS Windsor , foi despachado para buscá-los em maio e deixou a Holanda poucos dias antes da invasão alemã em 15 de maio de 1940. A faixa de Pye, e sua frequência intermediária de 45 MHz, seria reutilizada em muitos outros tempos de guerra sistemas de radar.
Novos Blenheims finalmente chegaram a Martlesham, tendo sido experimentalmente convertidos em caças pesados com a adição de quatro metralhadoras Browning britânicas .303 e quatro canhões automáticos Hispano de 20 mm , ao remover a torre central superior para reduzir o peso em 360 kg (800 libras) e arraste por uma pequena quantidade. Eles chegaram sem nenhum dos suportes ou outros acessórios necessários para montar o radar, que teve que ser construído por instaladores locais. As entregas posteriores não foram o Blenheim Mk. Modelos IF e IIF fornecidos originalmente, mas o novo Mk. Versões de fertilização in vitro com nariz mais longo e redesenhado. O trem de pouso teve que ser reajustado para a nova aeronave, e os receptores e CRTs foram montados no nariz alargado, permitindo ao operador indicar correções ao piloto por meio de sinais manuais como reserva em caso de falha do interfone.
Em setembro, vários Blenheims foram equipados com o que agora era oficialmente conhecido como AI Mk. Eu e o treinamento das tripulações começamos com o Esquadrão No. 25 na RAF Northolt . Robert Hanbury Brown , um físico que mais tarde trabalharia com radar nos Estados Unidos, e Keith Wood juntaram-se a eles em agosto de 1939, ajudando os instaladores a manter os sistemas operacionais e apresentando métodos úteis de interceptação. Perto do final de agosto, Dowding visitou a base e viu os radares no nariz e disse a Bowen que os artilheiros inimigos veriam a luz dos CRTs e atirariam no operador. Os conjuntos foram reajustados mais uma vez, voltando para a parte traseira da fuselagem, o que causou mais atrasos.
Com as unidades na parte traseira, o único método de comunicação era através do intercomunicador. Os sistemas contemporâneos também usavam o rádio como intercomunicador, mas os conjuntos TR9D usados nas aeronaves RAF usavam o canal de voz por 15 segundos a cada minuto para o sistema pip-squeak , bloqueando as comunicações. Mesmo quando conjuntos modificados foram fornecidos para resolver isso, o radar interferiu fortemente com o intercomunicador. Um tubo de fala foi tentado, mas considerado inútil. Os rádios VHF mais novos que estavam sendo desenvolvidos durante o mesmo período não sofreram esses problemas, e os Blenheims foram movidos para a frente da fila para receber essas unidades.
Movimento de emergência
Bawdsey, bem na costa leste em um local relativamente isolado, não podia ser protegido de maneira eficaz contra ataques aéreos ou mesmo bombardeios de barcos ao largo da costa. A necessidade de mover a equipe para um local mais protegido no início das hostilidades foi identificada muito antes da guerra. Durante uma visita à sua alma mater na Dundee University , Watt abordou o reitor para perguntar sobre a possibilidade de basear a equipe lá, em curto prazo. Quando os alemães invadiram a Polônia e a guerra foi declarada em 3 de setembro de 1939, as equipes de pesquisa fizeram as malas e chegaram a Dundee para encontrar o reitor apenas vagamente recordando a conversa e não tendo nada preparado para sua chegada. Alunos e professores já haviam retornado após as férias de verão, e apenas duas pequenas salas estavam disponíveis para todo o grupo.
O grupo AI e sua aeronave experimental do Voo D, A & AEE , mudaram-se para um aeroporto a alguma distância em Perth, Escócia . O aeroporto era totalmente inadequado para o trabalho de adaptação, com apenas um pequeno hangar disponível para o trabalho de aeronaves, enquanto um segundo era usado para escritórios e laboratórios. Isso exigia que a maior parte da aeronave permanecesse do lado de fora, enquanto outras eram trabalhadas no interior. No entanto, o grupo inicial de aeronaves foi concluído em outubro de 1939. Com este sucesso, mais e mais aeronaves chegaram ao aeroporto para que a equipe de IA ajustasse os radares, a maioria deles sendo unidades ASV para aeronaves de patrulha como Lockheed Hudson e Short Sunderland , seguido por ajustes experimentais para Fleet Air Arm Fairey Swordfish e Supermarine Walrus .
Bernard Lovell se juntou à equipe de radar por sugestão pessoal de PMS Blackett , um membro original do Comitê Tizard. Ele chegou a Dundee e conheceu Sidney Jefferson, que lhe disse que havia sido transferido para o grupo de IA. As condições em Perth eram tão cruéis que estavam claramente afetando o trabalho, e Lovell decidiu escrever a Blackett sobre isso em 14 de outubro. Entre muitas preocupações, ele observou que;
A situação aqui é realmente inacreditável. Aqui eles estão gritando para que centenas de aeronaves sejam instaladas. Os montadores trabalham 7 dias por semana e, ocasionalmente, 15 horas por dia. Em suas próprias palavras, "o aparelho é besteira até para um receptor de televisão".
Blackett removeu qualquer referência direta a Lovell e a passou para Tizard, que discutiu o assunto com Rowe durante sua próxima visita a Dundee. Rowe imediatamente presumiu quem havia escrito a carta e chamou Lovell para discuti-la. Lovell pensou pouco nisso na época, mas depois soube que Rowe havia escrito de volta para Tizard em 26 de outubro:
Ele claramente não tem ideia de que estou ciente de que escreveu para Blackett. Julgando puramente pela carta que você me citou, eu esperava que Lovell fosse uma peça desagradável que deveria ser removida do trabalho. Acho, no entanto, que não é esse o caso.
Rowe concluiu pela conversa que o principal problema era que Perth simplesmente não era adequado para o trabalho. Ele decidiu que a maior parte do estabelecimento de pesquisa, agora conhecido como Air Ministry Research Establishment (AMRE), permaneceria em Dundee enquanto a equipe de IA deveria ser transferida para um local mais adequado. Desta vez, o local escolhido foi RAF St Athan , cerca de 15 milhas (24 km) de Cardiff . St Athan era uma grande base que também servia como campo de treinamento da RAF e deveria ser um local ideal.
Quando a equipe de IA chegou em 5 de novembro de 1939, eles se viram alojados em um hangar desativado, sem espaço para escritórios. Uma pequena quantidade de alívio foi encontrada usando asas Heyford abandonadas como divisórias, mas isso se provou inútil quando o tempo esfriou. Como as portas principais do hangar normalmente ficavam abertas durante o dia, geralmente fazia frio demais para segurar uma chave de fenda. Bowen reclamou que as condições "teriam produzido um motim em uma fazenda-prisão".
Ironicamente, Bawdsey foi ignorado pelos alemães durante toda a guerra, enquanto St Athan foi atacado por um Junkers Ju 88 apenas algumas semanas após a chegada da equipe. A única bomba atingiu a pista diretamente, mas não explodiu.
Mk. II
Com as entregas de outubro, o Ministério da Aeronáutica iniciou os planos para uma produção de AI Mk. II. Isso diferiu amplamente pela adição de um novo sistema de base de tempo , que se esperava reduziria o alcance mínimo para 120 m (400 pés) muito úteis. Quando as novas unidades foram instaladas, descobriu-se que o alcance mínimo havia aumentado para 1000 pés. Este problema foi atribuído a uma capacitância inesperadamente alta nos tubos e, com mais trabalho, eles só foram capazes de retornar ao Mk. Estou a 800 pés. Blenheims de vários esquadrões foram equipados com o Mk. II, com três aeronaves, cada uma sendo atribuída aos No. 23, 25, 29, 219, 600 e 604 Esquadrões em maio de 1940.
Duas versões experimentais do Mk. Eu fui testado. A unidade AIH usou válvulas GEC VT90 Micropup no lugar das bolotas para potência adicional, sendo que H significa alta potência de cerca de 5 kW. Uma unidade de teste instalada em um Blenheim IF se mostrou promissora em março e uma segunda unidade foi entregue no início de abril, mas o desenvolvimento foi encerrado por razões desconhecidas. O AIL tinha uma base de tempo de bloqueio , que melhorou o alcance máximo, ao custo de um alcance mínimo muito aumentado de 3.000 a 3.500 pés (0,91-1,07 km) e o trabalho foi abandonado.
Enquanto as aeronaves estavam sendo entregues, Bowen, Tizard e Watt pressionaram o Ministério da Aeronáutica a nomear alguém para comandar todo o sistema de combate noturno, desde garantir a entrega da aeronave e produção de radar até o treinamento de pilotos e tripulação de solo. Isso levou à formação do Comitê de Interceptação Noturna (assim chamado em julho de 1940) sob a direção de Richard Peirse . Peirse levantou a Unidade de Interceptação Noturna na RAF Tangmere em 10 de abril de 1940; mais tarde, foi renomeado para Unidade de Interceptação de Caças (FIU).
Bowen conduziu uma série de palestras em Bentley Priory, sobre a teoria da interceptação noturna guiada por radar e concluiu que o caça exigiria uma vantagem de velocidade de 20 a 25% sobre seu alvo. Os principais bombardeiros da Luftwaffe - os Junkers Ju 88, Dornier Do 17 Z e Heinkel He 111 - eram capazes de voar a cerca de 250 milhas por hora (400 km / h), pelo menos com uma carga média. Isso implicava que um caça precisaria voar pelo menos 300 milhas por hora (480 km / h) e o Blenheim, totalmente carregado, era capaz de apenas 280 milhas por hora (450 km / h). As preocupações de Bowen sobre a baixa velocidade do Blenheim provaram-se corretas em combate.
Mk. III
O Mk. II foi usado por pouco tempo quando a equipe substituiu sua seção de transmissor por uma do ASV Mk. I, que utilizou as novas válvulas Micropup. O novo AI Mk. Os conjuntos III foram experimentalmente ajustados a cerca de vinte IFs de Blenheim em abril de 1940, onde demonstraram um alcance máximo aprimorado de 4,8-6,4 km (3 a 4 milhas). No entanto, eles ainda sofriam de um longo alcance mínimo, de 800 a 1.500 pés, dependendo de como o receptor foi ajustado.
Isso levou ao que Hanbury Brown descreve como "a grande controvérsia do alcance mínimo". A partir de outubro de 1939, trabalhando sem parar para instalar o Mk restante. Nos sets em Perth e St Athan, a equipe não teve tempo para mais desenvolvimento da eletrônica. Eles estavam cientes de que o alcance mínimo ainda era maior do que satisfatório, mas Bowen e Hanbury Brown estavam convencidos de que havia uma solução simples que poderiam implementar assim que as instalações iniciais fossem concluídas. Enquanto isso, os conjuntos atuais continuaram sendo instalados, embora todos estivessem cientes de seus problemas. Em 24 de janeiro de 1940, Arthur Tedder admitiu a Tizard que:
Temo que grande parte, senão a maior parte, do problema se deva ao nosso erro fatal em nos precipitarmos para a produção e instalação da IA antes que ela estivesse pronta para produção, instalação ou uso. Esta precipitação infeliz necessariamente destruiu o trabalho de pesquisa em IA, uma vez que envolveu o desvio da equipe de pesquisa da pesquisa apropriada para a instalação.
A questão do alcance mínimo continuou a ser levantada, abrindo caminho através do Ministério da Aeronáutica e, por fim, até Harold Lardner , chefe do então conhecido como Centro de Pesquisa Stanmore. Rowe e seu vice, Bennett Lewis, foram chamados para se encontrar com Lardner para discutir o assunto. Aparentemente, sem informar Lardner sobre a solução potencial de Bowen e Hanbury Brown, ou o fato de que eles não puderam trabalhar nisso devido às instalações em andamento, eles concordaram em fazer Lewis investigar o assunto. Lewis então enviou um contrato para a EMI para ver o que eles podiam fazer. De acordo com Bowen e Hanbury Brown, Rowe e Lewis instigaram esses eventos deliberadamente para tirar o controle do projeto de IA da equipe de IA.
Em Dundee, Lewis levantou a questão e duas soluções para melhorar o alcance foram consideradas. O Mk. O IIIA consistia em um conjunto de pequenas alterações no transmissor e receptor com o objetivo de reduzir o alcance mínimo para cerca de 800 pés (240 m). A própria solução de Lewis foi o Mk. IIIB, que usava um segundo transmissor que transmitia um sinal que se misturava ao principal para cancelá-lo durante o final do pulso. Ele acreditava que isso reduziria o alcance mínimo para apenas 600 pés (180 m). Duas cópias do IIIA entraram nos testes em maio de 1940 e demonstraram poucas melhorias, com o alcance reduzido para apenas 950 pés (290 m), mas ao custo de um alcance máximo significativamente reduzido de apenas 8.500 pés (2,6 km). Os testes do IIIB esperaram enquanto a equipe de IA se mudou de St Athan para Worth Matravers em maio, e acabou sendo ultrapassada pelos eventos. O desenvolvimento de ambos os modelos foi cancelado em junho de 1940.
A notícia de que Lewis estava desenvolvendo suas próprias soluções para o problema de alcance mínimo chegou à equipe de IA em St Athan em algum momento no início de 1940. Bowen ficou extremamente chateado. Ele havia se acostumado com a maneira como os pesquisadores haviam sido colocados em uma tentativa imprudente de produção, mas agora Rowe estava removendo-os diretamente do esforço de pesquisa também. Tizard ouviu falar das reclamações e visitou Dundee na tentativa de amenizá-las, o que evidentemente falhou. Em 29 de março de 1940, um memorando do escritório DCD de Watt anunciou uma reorganização do Airborne Group. Gerald Touch se mudaria para o RAE para ajudar a desenvolver procedimentos de produção, instalação e manutenção para o Mk. IV, vários outros membros se dispersariam para os campos de aviação da RAF para ajudar a treinar as tripulações terrestres e aéreas diretamente nas unidades, enquanto o resto da equipe, incluindo Lovell e Hodgkin , voltaria a se juntar às principais equipes de pesquisa de radar em Dundee. Bowen foi notavelmente excluído da reorganização; seu envolvimento na IA terminou. No final de julho, Bowen foi convidado a ingressar na Missão Tizard , que partiu para os Estados Unidos em agosto de 1940.
Uso de protótipo
Mk. III entrou em testes extensivos no No. 25 Sqn em maio de 1940 e outro problema preocupante foi encontrado. À medida que o avião alvo se movia para os lados do caça, o erro no ângulo horizontal aumentava. Eventualmente, a cerca de 60 graus para o lado, o alvo foi indicado como estando do outro lado do caça. Hanbury Brown concluiu que o problema era devido a reflexos entre a fuselagem e as nacelas do motor, devido à mudança para FIV de nariz longo do IF e IIF de nariz curto. Em exemplos anteriores, eles usaram a fuselagem da aeronave como refletor, posicionando e angulando as antenas para passar ao longo do nariz ou bordas de ataque da asa.
Ele tentou mover as antenas horizontais para fora das nacelas, mas isso teve pouco efeito. Outra tentativa de usar antenas orientadas verticalmente "resolveu completamente o problema" e permitiu que as antenas fossem posicionadas em qualquer lugar ao longo da asa. Quando mais tarde ele tentou entender por que as antenas sempre foram horizontais, ele descobriu que isso vinha dos testes ASV, onde foi encontrado reflexos reduzidos das ondas. Dado o desenvolvimento paralelo dos sistemas ASV e AI, esse arranjo foi copiado para o lado da AI sem ninguém considerar outras soluções.
Em uma reunião do Comitê de Interceptação Noturna em 2 de maio, foi decidido que a ameaça de bombardeiros era maior do que os submarinos, e foi tomada a decisão de mover 80 dos 140 ASV Mk. I transmissores para IA, somando 70 sendo construídos pela EKCO (EK Cole). Estes seriam transformados em 60 IIIA's e 40 IIIB's. Em outra reunião em 23 de maio, Tizard, talvez motivado por comentários do Diretor de Sinais (Ar), sugeriu que as unidades não eram adequadas para uso operacional, especialmente devido à baixa confiabilidade, e deveriam ser confinadas a missões de treinamento diurnas.
Em 26 de julho, 70 Blenheims foram equipados com Mk. III e a RAE redigiram um extenso relatório sobre o sistema. Eles também estavam preocupados com o que chamavam de sistemas "parcialmente confiáveis" e apontaram que um problema significativo se devia às conexões e cabos não confiáveis da antena. Mas eles foram além e declararam que o conceito de autoexcitação simplesmente não funcionaria para um sistema de produção. Esses sistemas usavam circuitos de transmissores como osciladores para produzir a frequência de operação, mas tinham a desvantagem de levar algum tempo para se estabilizar e depois desligar novamente. Hanbury Brown concordou com esta avaliação, assim como Edmund Cook-Yarborough, que liderou o trabalho no IIIB em Dundee.
Mk. 4
Os comentários do RAE sobre o transmissor autoexcitante não foram aleatórios: eles se referiam ao trabalho que estava começando a ser concretizado na EMI como resultado direto do contrato anterior de Lewis. Os engenheiros da EMI Alan Blumlein e Eric White desenvolveram um sistema que dispensava um circuito transmissor de autoexcitação e, em vez disso, usaram um modulador separado que alimentava o sinal no transmissor para amplificação. O sinal do oscilador também foi enviado ao receptor, usando-o para amortecer sua sensibilidade. O efeito combinado era aguçar o pulso transmitido, reduzindo o 'toque' no receptor. Em um teste em maio de 1940, Hanbury Brown foi capaz de ver claramente o retorno a um alcance de 500 pés (150 m), e ainda conseguiu distingui-lo quando se aproximou de 400.
A Touch, agora na RAE Farnborough e tendo entregue versões melhoradas do ASV, adaptou rapidamente o novo oscilador ao Mk existente. III transmissor. Adaptando a transmissão vertical "ponta de flecha", design de antena bipolar dupla dobrada no nariz da aeronave, do trabalho de Hanbury Brown com o Mk. III eliminou todos os problemas remanescentes. Em seus primeiros testes operacionais em julho de 1940, o novo AI Mk. IV demonstrou a capacidade de detectar outro Blenheim a um alcance de 20.000 pés (6,1 km) e continuou a rastreá-lo até um mínimo de 500. Hanbury Brown afirmou que "ele fez tudo o que esperávamos originalmente que o radar aerotransportado fizesse durante a noite -brigando". Ele passou a notar que, embora Mk. IV chegou apenas um ano após o primeiro Mk. I's, parecia que eles estavam trabalhando há dez anos.
Um contrato de produção para 3.000 unidades foi iniciado imediatamente na EMI, Pye e EKCO. Quando eles partiram para os EUA em agosto, a equipe da Missão Tizard fez um Mk. IV, ASV Mk. II e IFF Mk. II com eles, por meio do National Research Council (Canadá) . Durante as discussões a seguir, foi acordado que os EUA produziriam IA, enquanto o Canadá produziria ASV. Western Electric conseguiu uma licença de produção para o Mk. IV nos EUA, onde era conhecido como SCR-540. As entregas começaram para as aeronaves P-70 ( A-20 Havoc ) e PV-1 em 1942.
Uso operacional
Operações iniciais
Ao longo do desenvolvimento do Mk. I a III, várias unidades estavam voando nos sistemas em um esforço para desenvolver técnicas de interceptação adequadas. Logo no início, foi decidido dispensar toda a cadeia de relatórios do sistema Dowding e fazer com que os operadores de radar nos locais da Chain Home (CH) conversassem diretamente com os caças, reduzindo muito os atrasos. Isso melhorou as coisas e, em um número crescente de ocasiões, as aeronaves receberam instruções das estações CH em direção a alvos reais.
As tripulações acabariam tendo sorte, e isso aconteceu na noite de 22/23 de julho de 1940, quando um IF de Blenheim da FIU recebeu instruções da estação Poling CH e acertou o alvo a 2.4 km faixa. O operador do radar CH os direcionou até que o observador avistou visualmente um Do 17. O piloto se aproximou de 400 pés (120 m) antes de abrir fogo, continuando a fechar até que estivessem tão perto que o óleo derramado do alvo cobriu o para-brisa. Partindo, o Blenheim capotou de cabeça para baixo e, sem visibilidade, o piloto não se recuperou até atingir 700 pés (210 m). O alvo caiu perto de Bognor Regis , na costa sul da Inglaterra. Este foi o primeiro uso confirmado de radar aerotransportado conhecido na história.
Apesar desse sucesso, estava claro que o Blenheim simplesmente não funcionaria como um lutador. Em várias ocasiões, as estações CH direcionaram os caças a uma captura de radar bem-sucedida, apenas para que o alvo se afastasse lentamente do caça. Em um caso, o Blenheim foi capaz de ver o alvo, mas quando os avistou, a aeronave aumentou a potência e desapareceu. De 1 a 15 de outubro de 1940 Mk. Os caças equipados com III da RAF Kenley fizeram 92 voos, realizaram 28 interceptações de radar e não mataram.
A chegada do Mk. IV em julho de 1940 melhorou as coisas, mas foi a entrega do Bristol Beaufighter a partir de agosto que produziu um sistema verdadeiramente eficaz. O Beaufighter tinha motores consideravelmente mais potentes, velocidade que lhe permitia alcançar seus alvos e um poderoso pacote de armas de quatro canhões de 20 mm que poderiam facilmente destruir um bombardeiro em uma única passagem. O uso do esquadrão começou em outubro, e sua primeira vitória veio logo depois em 19/20 de novembro, quando um Beaufighter IF do Esquadrão nº 604 destruiu um Ju 88A-5 perto de Chichester , muito próximo ao primeiro sucesso do Mk. III.
Dowding e IA
Durante agosto e setembro de 1940, a Luftwaffe encontrou o sistema Dowding na Batalha da Grã-Bretanha e, apesar de grande esforço, não conseguiu derrotar o Fighter Command. A carta de Tizard de 1936 provou ser profética; com sua perda durante o dia, a Luftwaffe mudou para uma campanha noturna. A Blitz começou para valer em setembro.
Dowding havia sofrido críticas quase contínuas de todos os quadrantes muito antes desse ponto; ele ainda estava no poder após a idade normal de aposentadoria para os oficiais, tinha uma personalidade espinhosa que lhe valeu o apelido de "Stuffy" e manteve o controle rígido do Fighter Command. Ele também foi criticado por sua inatividade ao encerrar a luta entre Keith Park e Trafford Leigh-Mallory , comandantes do Grupo 11 e 12 em Londres. No entanto, ele teve o favor de Winston Churchill e o sucesso demonstrado na Batalha da Grã-Bretanha, o que tornou a maioria das queixas discutíveis.
A Blitz mudou tudo. Em setembro de 1940, a Luftwaffe voou 6.135 surtidas noturnas, levando a apenas quatro derrotas em combate. O sistema Dowding era incapaz de lidar com interceptações noturnas de maneira prática, e Dowding continuou a afirmar que a única solução era colocar a IA em operação. Buscando alternativas, o Chefe do Estado-Maior da Aeronáutica , Cyril Newall , convocou um comitê de revisão sob a direção de John Salmond . Salmond construiu um painel de peso pesado incluindo Sholto Douglas , Arthur Tedder, Philip Joubert de la Ferté e Wilfrid Freeman .
Em sua primeira série de reuniões em 14 de setembro, o Comitê de Defesa Noturna começou a coletar uma série de sugestões de melhorias, que foram discutidas em profundidade em 1º de outubro. Elas foram repassadas a Dowding para implementação, mas ele descobriu que muitas de suas sugestões já estavam desatualizadas. Por exemplo, eles sugeriram a construção de novos radares que poderiam ser usados em terra, permitindo que a luta continuasse durante o ataque. Um contrato para esse tipo de radar já havia sido enviado em junho ou julho. Eles sugeriram que a sala de filtragem da RAF Bentley Priory fosse devolvida à sede do Grupo para melhorar o fluxo de informações, mas Dowding já havia dado um passo além e transferido a interceptação noturna para o nível do Setor nos campos de aviação. Dowding aceitou apenas quatro das sugestões.
Isso foi seguido por outro relatório a pedido de Churchill, desta vez do almirante Tom Phillips . Phillips retornou seu relatório em 16 de outubro, pedindo patrulhas permanentes de lutadores Hawker Hurricane guiados por holofotes , os chamados lutadores olho de gato . Dowding respondeu que a velocidade e a altitude das aeronaves modernas tornavam esses esforços quase inúteis, afirmando que Phillips estava propondo "apenas voltar a um método semelhante ao de Micawber para ordenar que voassem e esperassem que algo acontecesse ". Ele novamente afirmou que a IA era a única solução para o problema. Phillips não havia ignorado a IA, mas apontou que "No início da guerra, afirmava-se que a IA estava um ou dois meses à frente. Depois de mais de um ano, ainda ouvimos que em um mês ou assim ela pode realmente alcançar resultados. "
A insistência de Dowding em esperar pela IA levou diretamente à sua demissão em 24 de novembro de 1940. Muitos historiadores e escritores, incluindo Bowen, sugeriram que sua demissão foi imprudente e que sua identificação do radar de IA como a única solução prática estava finalmente correta. Embora isso possa ser verdade, a força do olho do gato resultou em uma série de mortes durante a Blitz, embora sua eficácia tenha sido limitada e rapidamente ofuscada pela força de caça noturna. Em maio de 1941, os lutadores cat's eye reivindicaram 106 mortes para os 79 lutadores noturnos, mas voaram o dobro de surtidas para fazê-lo. Coincidentemente, um sistema semelhante aos lutadores olho de gato , Wilde Sau , seria criado de forma independente pela Luftwaffe mais tarde na guerra.
GCI
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Apesar dos melhores esforços, o alcance máximo da IA permaneceu fixo na altitude da aeronave, o que permitiu que as aeronaves da Luftwaffe escapassem da interceptação voando em altitudes mais baixas. Com uma precisão de 8 km (cinco milhas) na direção do solo, isso significava que qualquer coisa abaixo de 7,6 km (25.000 pés) estaria sujeita a esse problema, que foi responsável pela grande maioria das surtidas da Luftwaffe . A falta de cobertura de radar em terra era outra limitação séria.
Em 24 de novembro de 1939, Hanbury Brown escreveu um memorando sobre Sugestões para Controle de Caça por RDF solicitando um novo tipo de radar que exibisse diretamente tanto a aeronave alvo quanto o caça interceptador, permitindo que os controladores terrestres controlassem diretamente o caça sem necessidade de interpretação. A solução foi montar um radar em uma plataforma motorizada para que girasse continuamente, varrendo todo o céu. Um motor no monitor CRT giraria as placas de deflexão do feixe em sincronicidade, então os blips vistos quando a antena estava em um determinado ângulo seriam exibidos no mesmo ângulo no visor do osciloscópio. Usando um fósforo que durou pelo menos uma rotação, blips para todos os alvos dentro do alcance seriam desenhados no visor em seus ângulos relativos corretos, produzindo uma imagem semelhante a um mapa conhecida como PPI . Com os bombardeiros e caças agora aparecendo no mesmo visor, o operador de radar agora pode direcionar uma interceptação diretamente, eliminando todos os atrasos.
O problema era encontrar um radar que fosse adequadamente pequeno; As enormes torres do radar CH obviamente não podiam ser giradas dessa maneira. A essa altura, o Exército havia feito um progresso considerável na adaptação da eletrônica de IA para construir um novo radar para detectar navios no Canal da Mancha, CD, com uma antena que era pequena o suficiente para ser balançada em direção. Em 1938, os pilotos da RAF notaram que podiam evitar a detecção por CH ao voar em baixas altitudes, então, em agosto de 1939, Watt encomendou conjuntos de 24 CDs sob o nome Chain Home Low (CHL), usando-os para preencher lacunas na cobertura de CH. Esses sistemas foram inicialmente girados pedalando em um quadro de bicicleta acionando um conjunto de engrenagens. Uma piada da época "era que sempre se podia identificar um dos operadores do WAAFRDF pelos músculos protuberantes da panturrilha e corpo esguio incomum". Os controles motorizados para CHL foram introduzidos em abril de 1941.
No final de 1939, percebeu-se que a rotação do feixe no visor do radar poderia ser realizada usando a eletrônica. Em dezembro de 1939, a GWA Dummer começou a desenvolver tal sistema e, em junho de 1940, um radar CHL modificado foi motorizado para girar continuamente no rumo e conectado a um desses novos monitores. O resultado foi uma visão de 360 graus do espaço aéreo ao redor do radar. Seis cópias do protótipo de radar de interceptação de controle de solo (GCI) foram construídos manualmente na AMES (Estação Experimental do Ministério da Aeronáutica) e na RAE durante novembro e dezembro de 1940, e o primeiro entrou em operação na RAF Sopley no dia de Ano Novo de 1941, com o restante após até o final do mês. Antes de sua introdução em dezembro de 1940, a taxa de interceptação era de 0,5%; em maio de 1941, com um número de estações GCI operacionais e melhor familiaridade, era de 7%, com uma taxa de mortalidade em torno de 2,5%.
Fim da Blitz
Foi apenas a combinação de AI Mk. IV, os radares Beaufighter e GCI que produziram um sistema verdadeiramente eficaz, e levou algum tempo para que as tripulações de todos os envolvidos ganhassem proficiência. Ao fazê-lo, as taxas de interceptação começaram a aumentar geometricamente:
- Em janeiro de 1941, três aeronaves foram abatidas
- Em fevereiro, esse número aumentou para quatro, incluindo a primeira morte de um Beaufighter
- Em março, vinte e duas aeronaves foram abatidas
- Em abril, isso melhorou para 48
- Em maio, isso melhorou para noventa e seis
A porcentagem destes atribuídos à força equipada com IA continuou a aumentar; trinta e sete das mortes em maio foram por Beaus ou Havocs equipados com IA, e em junho estes foram responsáveis por quase todas as mortes.
Nesse ponto, a Luftwaffe submeteu o Reino Unido a uma grande campanha aérea e causou uma enorme destruição e deslocamento de civis. No entanto, não conseguiu levar o Reino Unido às negociações de paz, nem teve qualquer efeito óbvio na produção econômica. No final de maio, os alemães cancelaram a Blitz e, a partir de então, o Reino Unido estaria sujeito a taxas de bombardeio dramaticamente mais baixas. Quanto disso foi devido aos efeitos da força de caça noturna tem sido um assunto de debate considerável entre os historiadores. Os alemães estavam voltando sua atenção para o leste, e a maior parte da Luftwaffe foi enviada para apoiar esses esforços. Mesmo em maio, as perdas representam apenas 2,4% da força de ataque, um número minúsculo que pode ser facilmente substituído pela Luftwaffe .
Baedeker Blitz
Arthur Harris foi nomeado Comandante-em-Chefe da Força Aérea do Comando de Bombardeiros da RAF em 22 de fevereiro de 1942, e imediatamente começou a implementar seu plano para destruir a Alemanha por meio de desembarque . Como parte de seu movimento para ataques de área, na noite de 28 de março, uma força lançou explosivos e bombas incendiárias em Lübeck , causando danos massivos. Adolf Hitler e outros líderes nazistas ficaram furiosos e ordenaram retaliação.
Na noite de 23 de abril de 1942, uma pequena incursão foi feita contra Exeter , seguido no dia seguinte por um pronunciamento de Gustaf Braun von Stumm de que destruiriam todos os locais encontrados nos guias turísticos Baedeker que foram premiados com três estrelas. Ataques de tamanho cada vez maior aconteceram na semana seguinte, no que ficou conhecido no Reino Unido como Baedeker Blitz . Essa primeira série de ataques terminou no início de maio. Quando Colônia foi gravemente danificada durante o primeiro ataque de mil bombardeiros, a Luftwaffe voltou para mais uma semana de ataques entre 31 de maio e 6 de junho.
Os primeiros ataques foram uma surpresa e foram recebidos por respostas ineficazes. No primeiro ataque, um Beaufighter do Esquadrão 604 abateu um único bombardeiro, enquanto os três ataques seguintes não resultaram em nenhuma morte, e no seguinte, uma única morte novamente. Mas à medida que o padrão dos ataques se tornava mais óbvio - ataques curtos contra cidades costeiras menores - a defesa respondeu. Quatro bombardeiros foram abatidos na noite de 3/4 de maio, mais dois no dia 7/8, um no dia 18 e dois no dia 23. A Luftwaffe também mudou suas táticas; seus bombardeiros se aproximariam em baixa altitude, subiriam para localizar o alvo e mergulhariam novamente após soltarem suas bombas. Isso significava que as interceptações com o Mk. IV foram possíveis apenas durante o bombardeio.
No final, os ataques Baedeker não conseguiram causar qualquer redução nos ataques da RAF sobre a Alemanha. As perdas de civis foram consideráveis, com 1.637 mortos, 1.760 feridos e 50.000 casas destruídas ou danificadas. Em comparação com o The Blitz, isso era relativamente menor; 30.000 civis foram mortos e 50.000 feridos até o final da campanha. As perdas da Luftwaffe foram de 40 bombardeiros e 150 tripulantes. Embora os caças noturnos não tenham sido particularmente bem-sucedidos, respondendo por cerca de 22 aeronaves do final de abril ao final de junho, suas deficiências estavam em vias de ser corrigidas.
AIS, substituição
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O Airborne Group vinha experimentando sistemas de microondas já em 1938, depois de descobrir que um arranjo adequado dos tubos de bolota podia ser operado em comprimentos de onda de até 30 cm. No entanto, eles tinham uma saída muito baixa e operavam bem na região de sensibilidade reduzida no lado do receptor, de modo que os intervalos de detecção eram muito curtos. O grupo desistiu de um maior desenvolvimento por enquanto.
Desenvolvimento contínuo em grande parte por insistência do Almirantado , que o viam como uma solução para detectar as torres conning de parcialmente submerso U-boats . Após uma visita de Tizard ao Hirst Research Center da GEC em Wembley em novembro de 1939, e uma visita de acompanhamento de Watt, a empresa iniciou o desenvolvimento e desenvolveu um conjunto de trabalho de 25 cm usando VT90s modificados no verão de 1940. Com este sucesso, Lovell e uma nova adição ao Airborne Group, Alan Lloyd Hodgkin , começaram a fazer experiências com antenas do tipo corneta que ofereceriam uma precisão angular significativamente maior. Em vez de transmitir o sinal do radar por todo o hemisfério dianteiro da aeronave e ouvir ecos de todos os lugares naquele volume, esse sistema permitiria que o radar fosse usado como uma lanterna , apontada na direção da observação. Isso aumentaria muito a quantidade de energia que atinge um alvo e melhoraria a capacidade de detecção.
Em 21 de fevereiro de 1940, John Randall e Harry Boot executaram pela primeira vez seu magnetron de cavidade a 10 cm (3 GHz). Em abril, a GEC foi informada de seu trabalho e perguntou se poderia melhorar o design. Eles introduziram novos métodos de vedação e um cátodo aprimorado, fornecendo dois exemplos capazes de gerar 10 kW de potência a 10 cm, uma ordem de magnitude melhor do que qualquer dispositivo de micro-ondas existente. Nesse comprimento de onda, uma antena meio dipolo tinha apenas alguns centímetros de comprimento e permitiu que a equipe de Lovell começasse a olhar para refletores parabólicos , produzindo um feixe de apenas 5 graus de largura. Isso tinha a enorme vantagem de evitar reflexos no solo, simplesmente não apontando a antena para baixo, permitindo ao lutador ver qualquer alvo em sua altitude ou acima dele.
Durante esse período, Rowe finalmente concluiu que Dundee não era adequado para nenhum dos pesquisadores e decidiu se mudar novamente. Desta vez, ele selecionou Worth Matravers na costa sul, onde todas as equipes de radar poderiam trabalhar juntas novamente. Devido ao tempo confuso e ao melhor planejamento por parte da equipe de IA, eles chegaram a Worth Matravers vindos de St Athan antes que o longo comboio de Dundee pudesse seguir para o sul. Isso causou um engarrafamento que perturbou ainda mais Rowe. No entanto, tudo foi montado no final de maio de 1940, com a equipe de IA trabalhando principalmente em cabanas ao sul de Worth Matravers e realizando instalações em um campo de aviação próximo. Com essa mudança, todo o grupo tornou-se o Estabelecimento de Pesquisa de Produção de Aeronaves (MAPRE), apenas para ser renomeado novamente como Estabelecimento de Pesquisa de Telecomunicações (TRE) em novembro de 1940.
Logo após a mudança, Rowe formou um novo grupo sob o comando de Herbert Skinner para desenvolver o magnetron em um sistema de IA, na época conhecido como IA, Sentimetric (AIS). Lovell adaptou suas antenas parabólicas ao magnetron com relativa facilidade, e a equipe AIS detectou imediatamente uma aeronave passando quando ligou o aparelho pela primeira vez em 12 de agosto de 1940. No dia seguinte, eles foram solicitados a demonstrar o aparelho para os gerentes, mas nenhum avião passou voando. Em vez disso, eles fizeram um dos trabalhadores andar de bicicleta ao longo de um penhasco próximo carregando uma pequena placa de alumínio. Isso demonstrou claramente sua capacidade de detectar objetos muito próximos ao solo. Como o AIS se desenvolveu rapidamente no AI Mk. VII, desenvolvimento do Mk. Seguimentos do IV, o Mk. V e Mk. VI (veja abaixo) viu um suporte vacilante.
Foi necessário um desenvolvimento adicional considerável do AIS, com a primeira versão de produção chegando em fevereiro de 1942 e, subsequentemente, exigindo um longo período de desenvolvimento e teste de instalação. A primeira morte por um Mk. O VII set foi na noite de 5/6 de junho de 1942.
Serrate
Quando os sistemas de microondas entraram em serviço, junto com as versões atualizadas das aeronaves que os transportavam, surgiu o problema do que fazer com as aeronaves que transportavam Mk. IV que de outra forma seriam úteis. Uma possibilidade, sugerida já em 1942, era localizar os próprios conjuntos de radar da Luftwaffe . As frequências operacionais básicos da Luftwaffe ' contraparte s para o Mk. IV, o radar FuG 202 Lichtenstein BC , foi descoberto em dezembro de 1942. Em 3 de abril de 1943, o Comitê de Interceptação Aérea ordenou que o TRE começasse a considerar o conceito de homing sob o codinome Serrate . Por sorte, o momento foi perfeito. No final da tarde de 9 de maio de 1943, uma tripulação de IV / NJG.3 desertou para o Reino Unido voando com seu caça noturno Ju 88R-1 totalmente equipado, D5 + EV , para RAF Dyce na Escócia, dando a primeira olhada direta no TRE no Lichtenstein.
O conjunto de antenas do Mk original. IV foi limitado por fatores práticos a ser um pouco menor do que os 75 cm que seriam ideais para seus sinais de 1,5 m. Lichtenstein operou a 75 cm, fazendo com que o Mk. As antenas do IV são quase perfeitamente adequadas para captá-los. O envio dos sinais através do switch motorizado existente para um novo receptor sintonizado na frequência de Lichtenstein produziu uma tela muito semelhante à criada pelo Mk. Próprias transmissões do IV. No entanto, o sinal não precisava mais viajar do caça da RAF e vice-versa; em vez disso, os sinais teriam apenas que viajar da aeronave alemã para o caça. De acordo com a equação do radar, isso torna o sistema oito vezes mais sensível, e o sistema exibiu sua capacidade de rastrear caças inimigos a distâncias de até 50 milhas (80 km).
Homing nas transmissões do inimigo significava que não havia uma maneira precisa de calcular o alcance do alvo; As medições de alcance do radar são baseadas no tempo de atraso entre a transmissão e a recepção, e não havia como saber quando o sinal do inimigo foi originalmente transmitido. Isso significava que o dispositivo de homing só poderia ser usado para o rastreamento inicial, e a abordagem final teria que ser realizada por radar. O alcance extra do Mk. VIII não era necessário neste papel, pois Serrate traria o lutador dentro do alcance de rastreamento fácil, e a perda de um Mk. IV não revelaria o segredo do magnetron aos alemães. Por esse motivo, o Mk. IV foi considerado superior aos radares mais novos para essa função, apesar das vantagens técnicas dos projetos mais recentes.
Serrate foi instalado pela primeira vez no Beaufighter Mk. Aeronaves VIF do No. 141 Squadron RAF em junho de 1943. Eles começaram as operações usando o Serrate na noite de 14 de junho e, em 7 de setembro, haviam causado o abate de 14 caças alemães, resultando em 3 derrotas. O esquadrão foi posteriormente entregue ao No. 100 Grupo RAF , que lidou com operações especiais dentro do Comando de Bombardeiros, incluindo interferência e esforços semelhantes. Apesar de seus sucessos, estava claro que o Beaufighter não tinha a velocidade necessária para pegar a aeronave alemã, e os Mosquitos começaram a substituí-los no final de 1943.
Os alemães ficaram sabendo de suas perdas para os caças noturnos e começaram um programa urgente para introduzir um novo radar operando em frequências diferentes. Isso levou à banda de VHF inferior FuG 220 Lichtenstein SN-2 , que começou a atingir unidades operacionais em pequeno número entre agosto e outubro de 1943, com cerca de 50 unidades em uso até novembro. Em fevereiro de 1944, o No. 80 Sqn notou uma diminuição acentuada nas transmissões FuG 202. A essa altura, os alemães já haviam produzido 200 conjuntos SN-2, e chegaram a 1.000 em maio. Este conjunto selecionou deliberadamente uma frequência próxima à de seus conjuntos de radares Freya baseados em solo , na esperança de que essas fontes inundassem qualquer conjunto receptor de banda larga usado em aeronaves RAF. As primeiras unidades Serrate eram efetivamente inúteis em junho de 1944, e suas substituições nunca foram tão bem-sucedidas.
Desenvolvimento adicional
Mk. IVA e Mk. V
A experiência demonstrou que a aproximação final ao alvo exigia ação rápida, rápida demais para o operador do radar comunicar facilmente as correções ao piloto. Em 1940, Hanbury Brown escreveu um artigo sobre a obtenção de visuais de contatos de IA que demonstrou matematicamente que os atrasos inerentes ao sistema de interceptação estavam perturbando seriamente a abordagem. A curto prazo, ele sugeriu que os caças se aproximassem da popa morta enquanto ainda estavam a 2.500 pés (760 m) de distância, e então voassem direto para dentro. Para um prazo mais longo, ele sugeriu adicionar um indicador do piloto que demonstrasse diretamente a direção necessária para interceptar.
Isso levou ao trabalho de Hanbury Brown no Mark IVA, que diferia do Mk. IV principalmente por ter uma unidade de exibição adicional na frente do piloto. O operador do radar tinha um controle adicional, o estroboscópio , que podia ser ajustado para detectar retornos em um determinado alcance. Apenas essas devoluções foram enviadas para o display do piloto, resultando em muito menos desordem. Ao contrário do visor do operador, o do piloto mostrava a localização do alvo como um único ponto em um estilo de furo; se o ponto estava acima e à direita do centro da tela, o piloto tinha que virar à direita e subir para interceptar. O resultado foi o que ficou conhecido como indicador de ponto de vôo , um único alvo selecionado mostrando uma indicação direta da posição relativa do alvo.
Os testes foram realizados a partir de outubro de 1940 e rapidamente demonstraram uma série de pequenos problemas. Um dos problemas menores é que a mira no tubo que indicava o centro bloquearia o ponto. Uma preocupação mais séria era a falta de informações sobre o alcance, que os pilotos da FIU consideravam crítica. Hanbury Brown começou a trabalhar nessas questões e devolveu uma versão atualizada em dezembro. Um retículo em forma de U no centro da tela fornecia um local central que deixava o ponto visível. Além disso, o circuito incluía uma segunda base de tempo que produzia um sinal mais longo conforme o lutador se aproximava de seu alvo. A saída foi cronometrada para que a linha ficasse centralizada horizontalmente no ponto. Isso apresentou a gama de uma forma facilmente compreensível; a linha parecia as asas de uma aeronave, que crescem naturalmente à medida que o caça se aproxima.
O poste de centralização em forma de U foi dimensionado para que as pontas do U tivessem a mesma largura da linha de indicação de alcance quando o alvo estava a 2.500 pés (0,76 km), o que indicava que o piloto deveria acelerar para trás e iniciar sua abordagem final. Duas linhas verticais nas laterais do visor, os postes do gol , indicavam que o alvo estava 300 m à frente e que era hora de olhar para cima para vê-lo. Duas linhas menores indicavam um alcance de 500 pés (150 m), ponto no qual o piloto deveria ter visto o alvo, ou teve que se afastar para evitar a colisão.
Em uma reunião em 30 de dezembro de 1940, foi decidido iniciar a produção limitada dos novos indicadores como uma unidade adicional para o Mk existente. Sistemas IV, criando o AI Mk. IVA. Os primeiros exemplos chegaram em janeiro de 1941, com mais unidades da ADEE e Dynatron seguindo no início de fevereiro. O envolvimento de Hanbury Brown com a IA chegou a um fim abrupto durante os testes da nova unidade. Durante um vôo em fevereiro de 1941 a 20.000 pés (6,1 km), seu suprimento de oxigênio falhou e ele repentinamente acordou em uma ambulância no solo. Ele já não estava autorizado a voar em testes, e mudou-se para trabalhar em radar baliza sistemas.
O trabalho continuado apresentou uma série de pequenos problemas, e foi tomada a decisão de introduzir uma unidade redesenhada com melhorias significativas na embalagem, isolamento e outras mudanças práticas. Isso se tornaria o AI Mk. V, que começou a chegar de Pye no final de fevereiro e imediatamente demonstrou uma série de problemas. Nessa época, as unidades de micro-ondas estavam sendo projetadas e o Mk. V quase foi cancelado. Um contrato de mais de 1.000 unidades foi autorizado a continuar em caso de atrasos nas novas unidades. Em maio, os problemas com o design do Pye foram resolvidos e os testes da FIU revelaram que ele era superior ao Mk. IV, principalmente em termos de manutenção. Um relatório da RAE concordou.
O primeiro Mk atualizado. Os conjuntos V chegaram em abril de 1942 e foram instalados no de Havilland Mosquito assim que foram disponibilizados. A Mk. O Mosquito equipado V reivindicou sua primeira morte em 24/25 de junho, quando um Mosquito NF.II do Esquadrão No. 151 abateu um Dornier Do 217 E-4 sobre o Mar do Norte . Na prática, verificou-se que os pilotos tinham considerável dificuldade em erguer os olhos do visor no último minuto, e o sistema foi usado apenas experimentalmente. A essa altura, as unidades de microondas começaram a chegar em pequenos números, então Mk. A produção de V foi adiada várias vezes até sua chegada e, eventualmente, cancelada.
A partir do verão de 1942, a equipe de desenvolvimento do TRE começou a experimentar sistemas para projetar a tela no para-brisa e, em outubro, combinou isso com uma imagem do GGS Mk existente. II giro mira para produzir um display head-up verdadeiro conhecido como indicador do piloto automático , ou API. Um único exemplo foi instalado em um Beaufighter e testado até outubro, e várias modificações e exemplos subsequentes foram testados no ano seguinte.
Mk. VI
Quando a IA começou a se provar no início de 1940, a RAF percebeu que o fornecimento de radar logo ultrapassaria o número de aeronaves adequadas disponíveis. Com um grande número de aeronaves monomotor monoposto já nas unidades de caça noturnas, era desejável alguma forma de equipá-las com o radar. O Ministério da Aeronáutica formou o AI Mk. VI Comitê de Design para estudar isso no verão de 1940. O AI Mk resultante. O projeto VI foi essencialmente um Mk. IVA com um sistema adicional que define automaticamente a faixa do estroboscópio. Sem nenhum alvo visível, o sistema moveu o estroboscópio de sua configuração mínima para um alcance máximo de cerca de 6 milhas (9,7 km) e então reiniciou no mínimo novamente. Este processo demorou cerca de quatro segundos. Se um alvo fosse visto, o estroboscópio iria grudar nele, permitindo que o piloto se aproximasse do alvo usando seu C-osciloscópio . O piloto voaria sob controle de solo até que o alvo aparecesse repentinamente em seu indicador de piloto, e então o interceptaria.
Um protótipo da unidade estroboscópica automática foi produzido em outubro, junto com um novo Mk. Unidade de radar semelhante ao IVA com um estroboscópio manual para teste. A EMI foi então solicitada a fornecer outro protótipo de placa de ensaio da unidade estroboscópica para teste de ar, que foi entregue em 12 de outubro. Uma série de problemas foram encontrados e resolvidos. Entre eles, descobriu-se que o estroboscópio frequentemente grudava no reflexo do solo e, quando isso não acontecia, não grudava até que tivesse um sinal forte em intervalos mais curtos ou poderia grudar no alvo errado. Eventualmente, um botão de panaceia foi adicionado para desbloquear o estroboscópio nesses casos.
Como o Mk. IVA foi modificado em seu Mk melhorado. V, o Mk. VI fez o mesmo. Mas no início de 1941 foi decidido fazer o Mk. VI um design totalmente novo, para caber mais facilmente em aeronaves de pequeno porte. A EMI já havia recebido um contrato para uma dúzia de unidades de protótipo em outubro de 1940 para entrega em fevereiro, mas essas mudanças contínuas tornaram isso impossível. Apesar disso, eles apresentaram um contrato de produção de 1.500 unidades em dezembro. Entre dezembro e março, começaram a chegar exemplares de produção e a apresentar uma enorme quantidade de problemas, que os engenheiros foram resolvendo um a um. Em julho, os sistemas estavam prontos para uso e começaram a ser instalados no novo Defiant Mk. II no início de agosto, mas isso demonstrou um problema em que o sistema travava nas transmissões de outras aeronaves de IA na área, o que resultou em novas modificações. Somente no início de dezembro de 1941 essas questões foram totalmente resolvidas e as unidades liberadas para uso do esquadrão.
Nesse ponto, os suprimentos do Beaufighter e do novo Mosquito haviam melhorado dramaticamente, e a decisão foi tomada para remover todos os projetos monomotores da força de caça noturna durante 1942. Duas unidades Defiant mudaram para o Mk. VI, mas eles operaram por apenas cerca de quatro meses antes de se converterem ao Mosquito. A produção para o papel de IA terminou, e os eletrônicos foram convertidos em radares de alerta de cauda de Monica para a força de bombardeiros, até que o conhecimento do detector de radar Flensburg dos alemães , que detectou as transmissões de Monica, foi revelado aos britânicos.
O Mk. VI teve uma breve carreira no exterior. Uma das primeiras unidades foi experimentalmente adaptada a um Hurricane Mk. IIc, e isso levou à produção de um único voo desses projetos a partir de julho de 1942. Essas conversões receberam uma prioridade tão baixa que não foram concluídas até a primavera de 1943. Algumas dessas aeronaves foram enviadas para Calcutá, onde reivindicaram vários bombardeiros japoneses. Um ajuste experimental no Hawker Typhoon iA R7881 foi realizado, com o sistema embalado em um tanque de queda sob as asas padrão . Ele estava disponível em março de 1943 e passou por longos testes que duraram até 1944, mas nada resultou desse trabalho.
Descrição
O Mk. IV era uma combinação complexa de sistemas, conhecidos coletivamente na RAF como Airborne Radio Installation 5003 (ARI 5003). As peças individuais incluem o receptor R3066 ou R3102, transmissor T3065, modulador tipo 20, antena do transmissor tipo 19, antena de elevação tipo 25, antena de azimute tipo 21 e 25, unidade de correspondência de impedância tipo 35, painel de controle de tensão tipo 3 e unidade indicadora tipo 20 ou 48.
Layout da antena
Como o Mk. O sistema IV funcionava em uma única frequência, ele naturalmente se prestava ao projeto da antena Yagi , que havia sido trazido para o Reino Unido quando as patentes japonesas foram vendidas para a Marconi Company . "Yagi" Walters desenvolveu um sistema para uso de IA usando cinco antenas Yagi.
As transmissões ocorreram a partir de uma única antena com ponta de flecha montada no nariz da aeronave. Consistia em um dipolo dobrado com um diretor passivo na frente dele, ambos dobrados para trás em cerca de 35 graus, projetando-se do cone do nariz em uma haste de montagem. Para recepção vertical, as antenas receptoras consistiam em dois monopólios de meia onda montados acima e abaixo da asa, com um refletor atrás deles. A asa atuou como uma barreira de sinal, permitindo que as antenas vissem apenas a parte do céu acima ou abaixo da asa, bem como diretamente na frente. Essas antenas foram posicionadas para trás no mesmo ângulo do transmissor. Os receptores e diretores horizontais foram montados em hastes projetando-se da borda de ataque da asa, as antenas alinhadas verticalmente. A fuselagem e as nacelas do motor formaram as barreiras para essas antenas.
Todas as quatro antenas receptoras foram conectadas por meio de cabos separados a uma chave motorizada que selecionou cada uma das entradas, por sua vez, enviando-as para o amplificador. A saída foi então comutada, usando o mesmo sistema, para uma das quatro entradas nos CRTs. Toda a configuração da antena dipolo do radar para o AI Mk.IV era simples em comparação com o conjunto transceptor Matratze (colchão) de 32 dipolos instalado nos narizes dos primeiros caças noturnos alemães a usar o radar AI, para sua própria banda de UHF, Lichtenstein B / C projeto de radar aerotransportado de 1942 a 1943.
Exibições e interpretação
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O Mk. O sistema de exibição IV consistia em dois tubos de raios catódicos de 3 polegadas (7,6 cm) de diâmetro conectados a um gerador de base de tempo comum, normalmente configurado para cruzar o visor no tempo que levaria para receber um sinal de 20.000 pés (6,1 km). Os monitores foram instalados lado a lado na estação do operador de radar na parte traseira do Beaufighter. O tubo da esquerda mostrava a situação vertical (altitude) e o da direita mostrava a situação horizontal (azimute).
Cada antena receptora foi enviada para um dos canais dos monitores, por sua vez, fazendo com que um dos monitores fosse atualizado. Por exemplo, em um determinado instante, a chave pode ser configurada para enviar o sinal para o lado esquerdo do display de azimute. O gerador de base de tempo foi acionado para começar a varrer o ponto CRT para cima na tela após o término da transmissão. Os reflexos fariam com que o ponto fosse desviado para a esquerda, criando uma mancha cuja localização vertical poderia ser medida em relação a uma escala para determinar o alcance. A chave então se move para a próxima posição e faz com que o lado direito da tela seja redesenhado, mas o sinal é invertido, então o ponto se move para a direita. A troca ocorreu rápido o suficiente para que a exibição parecesse contínua.
Como cada antena foi projetada para ser sensível principalmente em uma única direção, o comprimento dos blips dependia da posição do alvo em relação ao lutador. Por exemplo, um alvo localizado 35 graus acima do caça faria com que o sinal no receptor vertical superior fosse maximizado, fazendo com que um longo blip aparecesse no traço superior e nenhum no traço inferior. Embora menos sensíveis diretamente à frente, ambas as antenas verticais podiam ver diretamente na frente do caça, então um alvo localizado bem à frente causava dois blips um pouco mais curtos, um em cada lado da linha central.
Para a interceptação, o operador de radar teve que comparar a duração dos blips nas telas. Se o blip fosse um pouco mais longo no lado direito do que no lado esquerdo da exibição do azimute, por exemplo, ele instruiria o piloto a virar à direita em um esforço para centralizar o alvo. As interceptações normalmente resultavam em um fluxo de correções para a esquerda / direita e para cima / para baixo durante a leitura do intervalo (esperançosamente) decrescente.
A borda de fuga do pulso do transmissor não era perfeitamente nítida e fazia com que os sinais do receptor soassem por um curto período, mesmo se eles fossem ligados depois que o pulso estivesse aparentemente completo. Esse sinal restante causou um grande blip permanente conhecido como rompimento do transmissor, que apareceu na extremidade de curto alcance dos tubos (esquerdo e inferior). Um controle conhecido como Polarização do Oscilador permitiu que o tempo exato da ativação do receptor em relação ao pulso do transmissor fosse ajustado, normalmente de forma que os restos do pulso fossem apenas visíveis.
Devido ao amplo padrão da antena de transmissão, parte do sinal sempre atinge o solo, refletindo parte dele de volta na aeronave para causar um retorno ao solo. Ele era tão poderoso que foi recebido em todas as antenas, até mesmo no receptor vertical superior, que de outra forma estaria oculto dos sinais abaixo dele. Como a distância mais curta, e portanto o sinal mais forte, foi recebida a partir de reflexos diretamente abaixo da aeronave, isso fez com que um blip forte aparecesse em todos os monitores na faixa de altitude do lutador. O solo mais à frente da aeronave também causou retornos, mas estes foram cada vez mais distantes (veja alcance inclinado ) e apenas parte do sinal foi refletido de volta para a aeronave enquanto uma porção crescente foi espalhada para frente e para longe. Os retornos de solo em distâncias maiores eram, portanto, menores, resultando em uma série aproximadamente triangular de linhas no topo ou no lado direito das telas, conhecido como "efeito árvore de Natal", além do qual não era possível ver os alvos.
Operação Serrate
Serrate usou o Mk. Equipamento IV para recepção e visualização, substituindo apenas a unidade receptora. Isso poderia ser ligado ou desligado do circuito da cabine, que desligou o transmissor também. Em uma interceptação típica, o operador de radar usaria Serrate para rastrear o caça alemão, usando as dicas direcionais dos monitores para direcionar o piloto em um curso de interceptação. O alcance não foi fornecido, mas o operador poderia fazer uma estimativa aproximada observando a intensidade do sinal e a forma como os sinais mudavam à medida que o caça manobrava. Depois de seguir Serrate a um alcance estimado de 6.000 pés (1,8 km), o próprio radar do caça seria ligado para a abordagem final.
Uso IFF
A partir de 1940, as aeronaves britânicas foram cada vez mais equipadas com o IFF Mk. Sistema II , que permitia aos operadores de radar determinar se um blip em sua tela era uma aeronave amiga. O IFF era um respondedor que enviava um pulso de sinal de rádio imediatamente na recepção de um sinal de rádio de um sistema de radar. A transmissão do IFF se misturou com o pulso do próprio radar, fazendo com que o blip se estendesse no tempo de um pequeno pico para uma forma retangular estendida.
A rápida introdução de novos tipos de radares trabalhando em frequências diferentes significava que o sistema IFF tinha que responder a uma lista cada vez maior de sinais e à resposta direta do Mk. II exigia um número cada vez maior de submodelos, cada um voltado para frequências diferentes. Em 1941, estava claro que isso iria crescer sem limites e uma nova solução era necessária. O resultado foi uma nova série de unidades IFF que usaram a técnica de interrogatório indireto. Estes operavam em uma frequência fixa, diferente do radar. O sinal de interrogatório era enviado da aeronave ao pressionar um botão no radar, o que fazia com que o sinal fosse enviado em pulsos sincronizados com o sinal principal do radar. O sinal recebido foi amplificado e mixado no mesmo sinal de vídeo do radar, fazendo com que o mesmo blip estendido apareça.
Sistemas de homing
Os sistemas de transponder usados no solo fornecem a capacidade de localizar a localização do transponder, uma técnica amplamente usada com o Mk. IV, bem como muitos outros sistemas de radar AI e ASV.
Os transponders de homing são semelhantes aos sistemas IFF em termos gerais, mas usavam pulsos mais curtos. Quando um sinal era recebido do radar, o transponder respondia com um pulso curto na mesma frequência, o pulso do radar original não seria refletido, então não havia necessidade de alongar o sinal como no caso do IFF. O pulso foi enviado para o Mk. Exibição do IV e apareceu como um sinal agudo . Dependendo da localização do transponder em relação à aeronave, o blip seria mais longo à esquerda ou à direita da exibição do azimute, permitindo ao operador guiar a aeronave até o transponder usando exatamente os mesmos métodos de uma interceptação de aeronave convencional.
Devido à localização física do transponder, no solo, a antena receptora com melhor visualização do transponder foi montada embaixo da asa. O operador de radar normalmente pegaria o sinal no lado inferior do display de elevação, mesmo em distâncias muito longas. Como o sinal do beacon era bastante poderoso, o Mk. IV incluiu um interruptor que definiu a base de tempo para 60 milhas (97 km) para captação de longa distância. Assim que eles se aproximassem da área geral, o sinal seria forte o suficiente para começar a aparecer no tubo de azimute (esquerda-direita).
BABS
Outro sistema usado com o Mk. IV era o Beam-Approach Beacon System , ou BABS, que indicava a linha central da pista.
O conceito geral é anterior ao Mk. IV e era essencialmente uma versão do Reino Unido do sistema alemão de feixes Lorenz . Lorenz, ou Standard Beam Approach, como era conhecido no Reino Unido, usava um único transmissor localizado na extremidade da pista ativa que era conectado alternadamente a uma das duas antenas ligeiramente direcionais por meio de um interruptor motorizado. As antenas foram direcionadas para enviar seus sinais para a esquerda e direita da pista, mas seus sinais se sobrepuseram na linha central. O switch passou 0,2 segundos conectado à antena esquerda (visto da aeronave) e 1 segundo à direita.
Para usar o Lorenz, um rádio convencional era sintonizado na transmissão, e o operador ouvia o sinal e tentava determinar se ouvia pontos ou traços. Se eles ouvissem pontos, o pulso curto de 0,2 s, eles saberiam que estavam muito à esquerda e virariam para a direita para alcançar a linha central. Os travessões indicavam que eles deveriam virar à esquerda. No centro, o receptor podia ouvir os dois sinais, que se fundiram para formar um tom constante, o equissinal .
Para o BABS, a única mudança foi mudar as transmissões da transmissão para uma série de pulsos curtos em vez de um sinal contínuo. Esses pulsos foram enviados quando acionados pelos sinais do radar AI e eram poderosos o suficiente para serem captados pelo Mk. Receptor IV a algumas milhas. Na recepção, o Mk. O IV receberia os pontos ou os traços e o operador veria uma série alternada de blips centralizados no visor, aparecendo e desaparecendo à medida que as antenas BABS eram trocadas. A duração do blip indicava se a aeronave estava à esquerda ou à direita e tornou-se um blip contínuo na linha central. Esta técnica era conhecida como abordagem de feixe AI (AIBA).
Por ser baseado no mesmo equipamento básico do Mk original. IV AI, BABS também poderia ser usado com o equipamento Rebecca , originalmente desenvolvido para ser usado em transponders terrestres para despejar suprimentos sobre a Europa ocupada. A unidade Lucero posterior era essencialmente um adaptador para um receptor Rebecca, acoplando-o a qualquer monitor existente; AI, ASV ou H2S .
Veja também
- Guerra aérea da segunda guerra mundial
- Teatro europeu da segunda guerra mundial
- História do Radar
- Turbinlite
- Estação Experimental do Ministério da Aeronáutica (AMES)
Notas
Referências
Citações
Especificações na infobox tiradas de AP1093D 1946 , Capítulo 1, para 25.
Bibliografia
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links externos
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