Radar ASV Mark III - ASV Mark III radar

ASV Mark III

O Wellington XII MP512 foi uma das primeiras aeronaves a ser equipada com ASV Mk. III
País de origem	Reino Unido
Introduzido	1943 ( 1943 )
Modelo	Pesquisa de superfície do mar
Frequência	3300 ± 50 MHz ( banda S )
PRF	660 pps
Beamwidth	~ 10º horizontal, ~ 15º vertical
Largura do pulso	1 µs
RPM	60 rpm
Faixa	1 a 100 mi (1,6-160,9 km)
Diâmetro	28 pol (0,71 m)
Azimute	320º
Precisão	~ 5º
Poder	40  kW
Outros nomes	ARI.5119, ARI.5153
Relacionado	ASV Mark VI

Radar, embarcação ar-superfície, Mark III ou ASV Mk. III, para abreviar, era um sistema de radar de busca de superfície usado pelo Comando Costeiro da RAF durante a Segunda Guerra Mundial . Era uma versão ligeiramente modificada do radar H2S usado pelo Comando de Bombardeiros RAF , com pequenas alterações na antena para torná-la mais útil para o papel anti-submarino. Foi o radar principal do Comando Costeiro da primavera de 1943 até o final da guerra. Várias versões melhoradas foram introduzidas, notadamente o ASV Mark VI , que substituiu a maioria do Mk. IIIs de 1944 e o radar ASV Mark VII , que teve uso limitado até a era pós-guerra.

O primeiro radar do Comando Costeiro foi ASV Mark I , que começou a ser usado experimentalmente em 1939. Pequenas melhorias foram feitas para o Mark II em 1940, mas não estava amplamente disponível até o final de 1941. Tendo percebido que a RAF estava usando radar para detectar seus U-boats , no verão de 1942, os alemães introduziram o detector de radar Metox para ouvir seus sinais. Isso deu ao submarino um aviso da aproximação da aeronave muito antes de o submarino se tornar visível no visor do radar da aeronave. A RAF percebeu isso no início do outono, quando as tripulações relataram com frequência crescente que detectariam submarinos que desapareceriam à medida que se aproximassem.

Um ASV trabalhando em frequências de microondas usando o novo magnetron de cavidade já estava em desenvolvimento há algum tempo, conhecido como ASVS, mas não havia amadurecido por várias razões. Robert Hanbury Brown sugeriu o uso de H2S para ASV, mas isso foi rejeitado pelo Comando de Bombardeiros, que queria todos os conjuntos para si. Brown continuou o desenvolvimento com a EMI e apresentou-o novamente no final de 1942, quando a Metox negou as marcas anteriores da ASV. A obstrução pelo Comando de Bombardeiros levou a mais atrasos e só em março de 1943 a primeira dúzia de aeronaves estava operacional. As entregas foram rápidas após este ponto e Mk. Eu havia sido amplamente substituído no final do verão.

Os alemães não tinham como detectar os sinais do Mark III, que operava na faixa de 10 cm em comparação com o comprimento de onda de 1,5 m do Mk. II. Mais confusão foi causada por um oficial da RAF capturado que afirmou que carregava um dispositivo que poderia detectar o detector de radar Metox. Combinado com outras tecnologias anti-submarinas introduzidas na mesma época, as perdas submarinas dispararam no final da primavera de 1943. Quando os alemães perceberam o que os britânicos haviam feito, a força dos submarinos alemães estava quase destruída e a Batalha de o Atlântico entrava em sua fase final. Naxos , um detector de micro-ondas, foi lançado em outubro de 1943, mas não era nem de perto tão sensível quanto o Metox e teve pouco efeito sobre os eventos; Mark III continuou a guiar a maioria da frota do Comando Costeiro até o final da guerra.

Desenvolvimento

Mark II

Avro Anson K8758 , visto do K6260 . O radar experimental do K6260 liderou o desenvolvimento do ASV.

O desenvolvimento dos sistemas ASV originais começou em 1937, depois que a equipe de teste de um radar ar-ar experimental notou retornos estranhos enquanto voava perto da costa do Canal da Mancha . Eles finalmente perceberam que eram as docas e guindastes nas docas de Harwich, quilômetros ao sul deles. O transporte marítimo também apareceu, mas a equipe não foi capaz de testar isso muito bem, pois seu Handley Page Heyford foi proibido de voar sobre a água. Para resolver esse problema, mais testes foram realizados em duas aeronaves de patrulha Avro Anson . O sistema era rudimentar, com uma antena dipolo simples sendo colocada em uma janela e girada com a mão para encontrar retornos.

Por várias razões, o comprimento de onda de 1,5 m do sistema de radar funcionou melhor na água do que na terra; notavelmente, a grande área e os lados verticais planos dos navios eram excelentes alvos de radar. Após algum desenvolvimento adicional de antenas adequadas, o sistema estava amplamente pronto para produção no início de 1939. Conjuntos de qualidade de produção estavam disponíveis no final de 1939 e entraram em serviço operacional em janeiro de 1940, tornando-se o primeiro sistema de radar de aeronave a ser usado em combate; uma versão um pouco melhorada, Mark II, foi lançada em 1941.

Os projetos do ASV tinham um alcance mínimo relativamente longo, o que significa que os alvos do submarino desapareceram da tela no momento em que a aeronave estava se aproximando para o ataque. À noite, isso permitiu que os submarinos escapassem. O problema foi resolvido pelo Leigh Light , um holofote que iluminava os submarinos nos últimos segundos da aproximação. No início de 1942, o ASV Mark II e o Leigh Light foram instalados em um grande número de aeronaves, bem a tempo para o fim do hiato de inverno. Os submarinos alemães antes ficavam seguros à noite e podiam operar a partir do Golfo da Biscaia , apesar de estar perto da costa britânica. Na primavera de 1942, Biscaia era uma armadilha mortal; aeronaves apareciam do nada no meio da noite, lançavam bombas e cargas profundas e, em seguida, desapareciam novamente em instantes.

Os alemães derrotaram o ASV Mark II no final de 1942 com a introdução do detector de radar Metox . Isso amplificou os pulsos do radar e os reproduziu nos fones de ouvido do operador de rádio. Com a experiência, os operadores sabiam se a aeronave estava se aproximando ou apenas voando. Ele forneceu esse aviso muito antes que os ecos do submarino se tornassem visíveis no visor da aeronave, permitindo que o U-boat mergulhasse e escapasse da detecção.

ASVS, original Mark III

Quando colocado entre os pólos de um poderoso ímã em forma de ferradura , esse simples bloco de cobre produziu muitos quilowatts de sinais de microondas , revolucionando o radar.

Após a invenção do magnetron de cavidade no início de 1940 , que produzia microondas em torno de 10 cm, todas as forças britânicas começaram a desenvolver radares usando esses dispositivos. Entre eles estavam as equipes do Ministério da Aeronáutica que desenvolveram AI e ASV voltaram sua atenção para o AIS, o S significando "senitmétrico". Testes em abril de 1941 com os primeiros dispositivos de amarração contra o HMS  Sealion mostraram que eles podiam detectar submarinos semi-submersos a vários quilômetros de alcance.

Em junho de 1941, um pedido formal foi feito a Robert Watson-Watt para formar um grupo separado para desenvolver um ASVS. Esta foi inicialmente uma versão do Mark II com as conversões mínimas necessárias para usar o magnetron como o transmissor. Caso contrário, isso operaria como o Mark II, com a força relativa dos retornos em duas antenas sendo usada para determinar o rumo aproximado do alvo; se o retorno da antena esquerda fosse um pouco mais forte, o alvo estava em algum lugar à esquerda do nariz da aeronave.

Nesse mesmo período, o TRE também desenvolvia o novo radar H2S para o Comando de Bombardeiros. O H2S apresentou um indicador de posição do plano (PPI), que produziu uma exibição bidimensional de 360 ​​° semelhante a um mapa do solo abaixo da aeronave. O PPI também facilitou muito a carga de trabalho do operador para a maioria das outras tarefas de radar, porque eles podiam ver a área ao redor da aeronave de relance, em vez de ter que fazer a varredura manualmente para frente e para trás nas áreas de interesse. A ASVS logo adotou o PPI também, usando um monitor de tubo de raios catódicos (CRT) de 9 polegadas (230 mm) e um segundo monitor de somente alcance em um CRT de 6 polegadas (150 mm).

O H2S havia sido desenvolvido para os novos bombardeiros de quatro motores sendo introduzidos na época, enquanto os projetos mais antigos do Comando de Bombardeiros, como o Wellington, estavam sendo transferidos para o Comando Costeiro. Os novos bombardeiros, como o Handley Page Halifax , tinham um grande anel cortado na barriga do bombardeiro para montar uma torre de canhão, e a antena H2S foi produzida para caber nesse anel. A versão do Wellington do corte da torre era muito menor, então a principal conversão necessária foi encolher a antena de 36 polegadas (910 mm) para 28 polegadas (710 mm) de largura. Com essa exceção, as unidades eram semelhantes ao H2S Mark I.

Philip Dee observou que o primeiro voo no Wellington T2968 não ocorreu até dezembro de 1941 e não foi até 13 de janeiro de 1942 que ele notou "o ASV viu [o pequeno navio] Titlark a 12 milhas". O sucesso levou a contratos com a Ferranti para produtos eletrônicos de produção e Metropolitan Vickers (Metrovick) para o sistema de antena de varredura, que seria conhecido como ASV Mark III. Ferranti tinha um protótipo pronto no verão de 1942, embora previssem que as primeiras entregas não estariam prontas antes da primavera de 1943.

Testando ASVS

O T2968 continuou os testes até 24 de fevereiro e em 7 de março de 1942 foi enviado para RAF Ballykelly na Irlanda do Norte para realizar testes competitivos contra outros desenvolvimentos ASV. Um era o Mark IIA, que tinha um novo transmissor que aumentava a potência de transmissão de 7 para 100  kW . Isso foi descoberto para aumentar o alcance de detecção contra submarinos na superfície para cerca de 14 milhas (23 km) e 7 milhas (11 km), mesmo quando o submarino estava semi-submerso, apenas a torre de comando acima da água. Isso era cerca de duas vezes o alcance efetivo do Mark II original. No entanto, isso também aumentou muito a quantidade de desordem, pois os retornos das ondas foram ampliados de forma semelhante. Uma segunda unidade usava um transmissor de alta potência semelhante que operava em um comprimento de onda de 50 cm em vez de 1,5 m, mas mostrou que não tinha vantagens sobre o Mark II básico.

Em contraste, o conjunto ASVS mostrou melhorias dramáticas. O desempenho contra comboios foi de 40 milhas (64 km) quando a aeronave estava voando a apenas 500 pés, apesar do horizonte do radar ser de apenas 27 milhas náuticas (50 km; 31 milhas) naquela altitude. Outras aeronaves foram visíveis a 10 milhas (16 km) e submarinos emergiram a 12 milhas (19 km). O ASVS foi imediatamente escolhido como o novo requisito operacional, com o conjunto de 50 cm também sendo pedido como reserva. Quando ficou claro que o magnetron iria funcionar, o sistema de 50 cm foi cancelado.

H2S, novo Mark III

A pequena antena do Mark III permitiu que ele fosse montado em uma carenagem muito menor do que o H2S. Aqui, ele é visto sob o nariz de um Wellington do No. 458 Esquadrão RAAF .

Robert Hanbury Brown estava convencido de que o radar H2S sendo desenvolvido para o Comando de Bombardeiro RAF poderia ser adaptado para trabalho anti-transporte, simplesmente mudando a antena para uma adequada para uma aeronave voando a 2.000 pés (610 m) em vez de 20.000 pés (6.100 m) . Ele continuou trabalhando neste projeto com os desenvolvedores principais do H2S, EMI .

No final de 1942, o Metox foi introduzido e Ferranti relatou que o Mark III não estaria disponível em números por algum tempo. A adaptação baseada em H2S de Brown foi amplamente concluída e seria possível ter um pequeno número de unidades construídas à mão instaladas no final de 1942. Este sistema, trabalhando a 10 cm, seria invisível para Metox. A equipe TRE responsável pela ASVS não estava sob o controle de Dee e ele ficou feliz em apontar seus problemas. Em 25 de setembro de 1942, em uma reunião no DCD, ele apontou que as equipes de IA e ASV estavam desenvolvendo sistemas separados que eram, do ponto de vista dos sinais, quase idênticos. A única grande diferença era que o ASV tinha telas maiores. Dee propôs abandonar o sistema Ferranti e usar o sistema baseado em H2S.

A reunião aconteceu durante um debate furioso sobre o uso do magnetron; se uma aeronave transportando H2S fosse abatida, cairia nas mãos dos alemães e sofreria engenharia reversa rapidamente . Frederick Lindemann foi especialmente vocal contra o uso do magnetron no H2S e exigiu que eles usassem um clístron . O clístron já era conhecido dos alemães e era tão frágil que dificilmente sobreviveria a qualquer acidente. Tal preocupação não existia para ASV, onde o magnetron cairia na água se abatido. Isso tornou o ASV uma escolha muito mais segura para implantação das poucas unidades de magnetron disponíveis. O comandante do Comando de Bombardeiros, Arthur "Bomber" Harris , objetou, alegando que seus bombardeiros fariam muito mais danos à frota de submarinos alemães bombardeando suas canetas na França do que o Comando Costeiro faria ao caçá-los no mar. A reunião terminou com o Comando Costeiro recebendo prioridade para as unidades baseadas em magnetrons. Em 30 de setembro, a Ferranti foi condenada a interromper os trabalhos em seu projeto em favor do sistema baseado em H2S, também conhecido como Mark III.

As disputas com o Comando de Bombardeiros foram ampliadas por problemas dentro do Comando Costeiro, devido à contrariedade de o projeto original do Mark III ter sido cancelado pelo Ministério da Aeronáutica sem consulta ao Comando Costeiro. O fato de o sistema baseado em H2S estar disponível imediatamente não pareceu impressionar os escalões mais altos do Comando. Para aumentar a confusão, o comandante do Comando Costeiro, Philip Joubert de la Ferté , visitou as equipes de desenvolvimento de radar do TRE e disse-lhes que não acreditava no ASV, o que gerou demandas para vê-lo em ação. Mais confusão se seguiu quando as equipes do TRE sugeriram encaixar o novo radar em fuselagens de quatro motores. Isso proporcionaria um amplo espaço para as instalações e um alcance excelente sobre o Atlântico Norte. Em 8 de dezembro de 1942, uma reunião foi convocada sobre o assunto, mas Joubert se recusou a interceder em favor do TRE e eles foram instruídos a continuar com o Wellington bimotor.

Em serviço

Voos iniciais

No Wellington, o anel da torre ventral não utilizado foi usado para montar uma versão retrátil do Leigh Light que reduzia o arrasto durante o cruzeiro.

O uso do Wellington com ASV Mark III coincidiu com a mudança do Leigh Light da asa da aeronave para um arranjo de "lata de lixo" retrátil que se estendia para baixo através do antigo anel da torre da pistola de ar. Isso significava que o scanner de radar não poderia ser colocado naquele local, pois estava em aeronaves H2S. Em vez disso, o radome foi movido para o nariz. Isso bloqueou a varredura na parte traseira, cerca de 40 graus em cada lado da fuselagem, e significava que as armas de nariz tinham que ser removidas; o artilheiro de nariz normalmente disparava contra os submarinos para suprimir seus artilheiros antiaéreos e perder essa capacidade era impopular.

No final do ano, um pequeno número de unidades estava disponível e, em dezembro de 1942, duas foram enviadas para a Unidade de Manutenção nº 30 para instalação em Wellington VIIIs, que começou os testes na Unidade de Desenvolvimento do Comando Costeiro em janeiro. Houve pouca diferença entre o H2S e ASV, exceto para o nome. Ambos incluem dois monitores CRTs, um tubo de 6 "para o visor principal do scanner e um escopo menor de 3" "de altura abaixo dele. Este último foi usado para medir a altitude e para uso com balizas de rádio Eureka e em ASV, também foi usado como um sistema de temporização para a iluminação da Leigh Light.

A prioridade dada ao Comando Costeiro durou pouco e, em 8 de janeiro de 1943, a prioridade foi revertida para o Comando de Bombardeiros. Ficou claro que não havia instaladores suficientes para manter as unidades funcionando e, além de recrutas locais, uma turma da recém-formada RAF Station Clinton em Ontário, Canadá, enviou outros 110 técnicos. Os técnicos primeiro tiveram uma curta estada nos Estados Unidos para treinar no DMS-1000 projetado pelos Estados Unidos .

A primeira patrulha operacional com uma das duas aeronaves foi realizada na noite de 1/2 de março de 1943. A aeronave regressou da Biscaia sem ter avistado submarinos. Durante a patrulha, a aeronave foi atacada por caças noturnos alemães e o operador de radar conseguiu dar instruções ao piloto para evitá-los. Patrulhas semelhantes também voltaram de mãos vazias até a noite de 17 de março, quando o H538 avistou um submarino a 14 km, mas seu Leigh Light falhou e eles não puderam continuar o ataque. Na noite seguinte, a mesma aeronave avistou um submarino a 11 km e a profundidade o cobrou . Os suprimentos do magnetron começaram a melhorar no início de março de 1943 e em 12 de março foi decidido dividir as entregas igualmente entre os dois comandos. Uma limitação séria de peças sobressalentes se tornou um problema, mas foi resolvida enviando mais peças sobressalentes para o Comando de Bombardeiros, para compensar suas taxas de perdas mais altas.

Em serviço

No final de março, chegaram unidades suficientes para o Esquadrão Nº 172 da RAF na RAF Chivenor para converter seus Wellington XII para o Mark III. O esquadrão logo começou a fazer ataques todas as semanas e, em abril, o número de avistamentos na baía disparou. Os cálculos demonstraram que a aeronave estava avistando pelo menos todos os submarinos em serviço naquele momento. Na época da introdução do Mark III, as primeiras unidades de radar semelhantes dos EUA estavam chegando, construídas com tecnologia magnetron apresentada a eles durante a missão Tizard no final de 1940. Esses DMS-1000s foram montados no Consolidated B-24 Liberator , um dos as pouquíssimas aeronaves com alcance suficiente para fazer patrulhas sobre a abertura do meio do Atlântico e, assim, permitir que as aeronaves forneçam cobertura sobre comboios de Halifax até os portos do Reino Unido. Um B-24 com DMS-1000 foi enviado ao Reino Unido em janeiro de 1942 e usado operacionalmente pelo No. 224 Squadron RAF , onde o sistema foi referido como ASV Mark IV.

Por razões desconhecidas, o US Army Air Corps decidiu cancelar o desenvolvimento do DMS-1000 em favor do Western Electric SCR-517, embora tenha se mostrado muito menos sensível. A RAF soube de outra unidade destinada a ser montada em dirigíveis da Guarda Costeira dos Estados Unidos , o Philco ASG, que era comparável ao DMS-1000 original. Eles pediram que o ASG fosse usado em seu pedido do Liberator, referindo-se a ele como ASV Mark V. Em março, um carregamento de Liberators com uma mistura de DMS-1000, SCR-517 e ASG chegou e foi colocado em serviço em junho. Essas aeronaves não tinham o Leigh Light e geralmente eram incapazes de pressionar o ataque, mas eram inestimáveis ​​para atrapalhar a abordagem dos U-boats e chamar navios para atacá-los.

A maré muda

Mk. O Sunderland W4030 equipado com III do Esquadrão No. 10 RAAF ataca o U-243 no Golfo da Biscaia no verão de 1944.

Em maio, os submarinos foram submetidos a ataques desde o momento em que entraram no Golfo da Biscaia até o momento em que retornaram. Mesmo que eles escapassem para o Atlântico, os barcos estavam sendo atacados a centenas de quilômetros dos comboios enquanto eles tentavam se reunir em pacotes de lobo . Isso foi combinado com a chegada de novas fragatas montando radares de micro-ondas e receptores huff-duff , dificultando ainda mais as operações de submarinos; atacar comboios revelou-se quase impossível.

Karl Dönitz estava convencido de que isso se devia a um novo sistema de detecção, mas permaneceu perplexo com sua natureza. Em um relatório de meados de maio de 1943 a Hitler , ele declarou:

Estamos enfrentando atualmente a maior crise da guerra submarina, pois o inimigo, por meio de dispositivos de localização, impossibilita o combate e está nos causando grandes perdas.

Na tentativa de lidar com os ataques contínuos no Golfo da Biscaia, Dönitz ordenou que os U-boats deixassem o porto durante o dia, quando eles poderiam tentar abater a aeronave e uma cobertura de caça diurna poderia ser fornecida. O Comando Costeiro respondeu formando "Strike Wings" usando aeronaves de alta velocidade como o Bristol Beaufighter, que viajava em pequenos pacotes e fazia ataques hit-and-run, oprimindo as defesas dos U-boats enquanto também se mostrava difícil para os caças alemães atacarem enquanto faziam uma corrida e depois desapareciam em alta velocidade. Enquanto os submarinos conseguiram abater várias aeronaves, as perdas de barcos continuaram a aumentar.

Em junho, U-boats foram vistos saindo do porto em flotilhas de cinco ou mais, proporcionando maior densidade de fogo antiaéreo a ponto de ser perigoso abordá-los, ao mesmo tempo em que reduzia a chance de detecção por barco. A RAF respondeu fazendo com que a aeronave se afastasse dos U-boats e chamasse destróieres , que poderiam afundá-los com facilidade. Se os submarinos tentassem mergulhar, a aeronave atacaria. Para os barcos que conseguiram escapar do ataque na Baía, as operações contra os comboios estavam se revelando quase impossíveis. Cada tentativa de formação foi interrompida muito antes dos comboios se aproximarem, às vezes a centenas de quilômetros de distância, quando grupos de caçadores-assassinos os rastreavam. As perdas com embarques para os submarinos despencaram; em junho, menos navios foram perdidos do que em qualquer momento desde 1941. No final do mês, 30 por cento da força do U-boat no mar havia sido perdida, uma catástrofe. Dönitz foi forçado a resgatar a frota do Atlântico Norte, enviando-os para teatros secundários enquanto algum tipo de solução era desenvolvida.

Mentira britânica, confusão alemã

No final de fevereiro de 1943, o submarino alemão U-333 foi atacado por um Mk. Wellington equipado com III. Os artilheiros já estavam em alerta máximo e conseguiram derrubar a aeronave, mas ao cair ela conseguiu lançar cargas ao redor do barco. O submarino sobreviveu e relatou que o Metox não deu nenhum aviso da aproximação e o Leigh Light não foi usado. A aeronave simplesmente apareceu da escuridão e lançou uma série de cargas de profundidade. Em 7 de março, o U-156 foi atacado de maneira semelhante, e comunicado por rádio que acreditava que um novo radar estava sendo usado.

Apesar desse alerta antecipado de um novo sistema, os esforços alemães foram prejudicados por um dos bits mais eficazes de desinformação da guerra. Um capitão do Comando Costeiro que havia sido capturado após o acidente contou uma história plausível, aparentemente inteiramente de sua própria criação, que confundiu os alemães por meses. Ele afirmou que não usavam mais o Mk. II para a detecção inicial e, em vez disso, usei um novo receptor que ouviu o ligeiro vazamento da frequência intermediária usada no sintonizador do Metox. Ele afirmou que poderia detectar o Metox em distâncias de até 90 milhas (140 km). O radar foi ligado agora apenas durante os últimos minutos da abordagem para verificar o alcance e auxiliar a operação Leigh Light.

A princípio, os alemães duvidaram dessa afirmação, mas uma série de experimentos logo demonstrou que isso era de fato possível. Isso se tornou um verdadeiro horror quando o equipamento foi instalado em uma aeronave e demonstrou sua capacidade de detectar um Metox a uma distância de 70 milhas (110 km) enquanto voava a 6.000 pés (1.800 m) de altitude. As 20 milhas (32 km) extras reivindicadas pelo piloto foram atribuídas à superioridade do Reino Unido em eletrônicos.

A partir daí, a informação falsa foi "tratada como evangelho", apesar de muitas evidências em contrário. Isso incluiu relatórios de barcos que foram atacados enquanto seu Metox estava desligado, e um relatório de um operador de rádio empreendedor no U-382 que estava fazendo experiências com um display visual com o Metox e detectou sinais que estavam bem fora da faixa normal. Apesar desses relatórios, em 15 de agosto de 1943, uma mensagem de rádio foi enviada para toda a frota dizendo-lhes para desligar o Metox.

O aspecto mais surpreendente dessa confusão era que os alemães estavam cientes do magnetron e que ele estava sendo usado para novos radares de alta frequência. Um exemplo intacto caiu nas mãos dos alemães durante seu segundo uso operacional, quando um Short Stirling carregando H2S foi abatido sobre Rotterdam na noite de 2/3 de fevereiro de 1943. Por razões desconhecidas, a possibilidade de este sistema ser usado para trabalho anti-submarino ou nunca chegou à Marinha ou foi considerado impossível pelos engenheiros da Marinha.

Contramedidas alemãs

Acreditando que o problema era vazamento do Metox, os barcos que voltavam ao porto foram equipados com o detector de radar Wanze para detectar sinais na faixa de 120 a 150 cm, mas também tiveram o efeito colateral de ter menor vazamento de sinal, maior sensibilidade e alcance. Apesar de Wanze , os afundamentos de submarinos continuaram e em 5 de novembro de 1943, o uso de Wanze foi proibido também, pois eles acreditavam que também poderia ser rastreado. Uma nova versão, Wanze G 2, reduziu o vazamento de sinal ainda mais, mas perdeu o alcance e não produziu mais melhorias. O Borkum foi introduzido no verão de 1943. Sensível entre 75 e 300 cm, o Borkum ainda estava fora da faixa de detecção do Mk. III. Borkum era muito menos sensível do que Wanze, mas reduzia ainda mais o vazamento a ponto de o comando sentir que era seguro usar em qualquer circunstância. Os naufrágios continuaram.

Somente em setembro de 1943 a marinha alemã considerou a possibilidade de sinais de 10 cm. Naquela época, a Luftwaffe estava introduzindo o detector de radar Naxos para permitir que seus caças noturnos rastreassem os radares H2S. O receptor foi adaptado para uma nova antena e lançado naquele mês. Naxos ofereceu detecção de alcance muito curto, da ordem de 8 quilômetros (5 mi), portanto, mesmo se detectasse o Mk. III ofereceu muito pouco tempo para mergulhar em segurança. Além disso, a antena Naxos era um dispositivo frágil e teve que ser removida para mergulhar; o comandante do U-625 se afogou enquanto lutava para remover a antena.

Várias melhorias para o Naxos foram introduzidas durante 1944, notavelmente a nova antena Flieg que não teve que ser removida para mergulhar. Fliege ofereceu não apenas recepção, mas também diretividade razoável, permitindo-lhe fornecer mira inicial para os canhões antiaéreos. Uma antena melhorada, Mücke , adicionou antenas para detectar sinais de 3 cm quando uma unidade H2S trabalhando na frequência foi recuperada de um bombardeiro RAF. O Comando Costeiro nunca se moveu para essa frequência em grande escala. Outros esforços para entender os radares britânicos levaram a missões com submarinos altamente equipados, U-406 e U-473 , ambos afundados. Naxos nunca foi uma solução convincente para o problema do Mark III.

Versões melhoradas

IIIA

Logo após a chegada dos primeiros IIIs, uma pequena melhoria foi adicionada, produzindo o Mark IIIA, ou ARI.5153. Embora houvesse uma série de pequenas diferenças no equipamento, a principal diferença foi a adição do sistema Lucero . Lucero era um transceptor sintonizado nas balizas e transponders de rádio da banda de 1,5 m usados ​​para navegação e IFF Mark III . O transmissor de 500 W da Lucero enviava sinais periodicamente perto de 176  MHz , ou poderia ser comutado para o Blind Approach Beacon System (BABS) a 173,5 MHz. Quando esses sinais eram recebidos por transponders baseados em terra, o transponder respondia com um pulso curto próprio, normalmente com uma potência muito maior. Este pulso foi captado pelo receptor Lucero, amplificado e enviado para o osciloscópio de altura ASV ou H2S. Duas antenas foram utilizadas e uma chave motorizada alternou o receptor entre elas a cada 4 ou 5 sinais, para produzir a comutação do lóbulo . A chave também ligou um inversor de sinal no osciloscópio de altura para que os sinais da antena do lado esquerdo causassem deflexão para a esquerda, em vez do lado direito normal. O resultado foram dois "blips" na luneta de altura; comparando sua amplitude, o operador de radar pode determinar a direção do farol em relação ao nariz da aeronave.

Lucero foi usado para fornecer navegação de longo alcance de volta aos aeródromos domésticos. Ao retornar de uma missão, o operador de radar ligaria a unidade Lucero e poderia pegar as respostas dos campos de aviação enquanto ainda estava a meia hora de distância. À medida que o número de beacons proliferava, surgiu um problema significativo com a superlotação do espectro. Isso levou ao movimento do sistema Rebecca / Eureka para a faixa de 214 a 234 MHz, o que por sua vez levou a novas versões do Lucero que poderiam ser usadas com este sistema.

IIIB

No final de 1943, melhorias substanciais foram feitas ao H2S, notavelmente projetos de antenas mais eficientes, o uso de guias de ondas em vez de cabos coaxiais , estabilização de rolo, tela "norte para cima" e telas corrigidas de altura, que mostravam a distância do solo em vez de alcance inclinado . Estes eram de menos interesse no ASV, especialmente as modificações de alcance terrestre que não eram necessárias; devido às baixas altitudes voando por essas aeronaves, o alcance da inclinação não era muito diferente da distância do solo. Como o Coastal Command não precisava das melhorias do H2S, o primeiro sistema ASV personalizado, Mark IIIB, foi introduzido. O operador pode expandir o "anel zero" conforme a aeronave se aproxima do alvo, mantendo o blip do alvo próximo à borda externa da tela, em vez de aproximar-se naturalmente do centro da tela. O blip foi maior na tela, o que melhorou a resolução angular de ~ 6 ° para cerca de 1,7 ° nos últimos 1.000 pés (300 m) da abordagem. Outras mudanças foram menores; antes da introdução dos ajustes de faixa de altura no H2S mais recente, esse ajuste era realizado com uma calculadora mecânica simples chamada "tambor de altura". Como isso não era necessário para ASV, as linhas de alcance usadas para este cálculo foram removidas do cilindro e substituídas por uma linha com etapas fixas indicando intervalos de 1 milha (1,6 km) que poderiam ser usados ​​com BABS sem ter que olhar para o cilindro para estimar o alcance do campo de aviação. O "strobe", um pequeno blip criado pelo sistema de bateria de alcance que era exibido no osciloscópio de altura, não era mais ajustável e, em vez disso, fixado no alcance de 1 milha, usado para cronometrar o uso do Leigh Light.

IIIC

Os radomes bem ajustados do Mark IIIC produziram menos resistência do que os grandes conjuntos de antenas do Mark II.

Em 1943, o barco voador Short Sunderland era uma parte importante da frota do Comando Costeiro. Eles usavam ASV Mark II, cujas antenas eram montadas sob as asas ou em qualquer um dos lados da fuselagem. O Mark III apresentava um problema, pois as localizações do nariz e da barriga que davam a visão geral exigida não podiam ser usadas devido ao casco do barco da aeronave. Isso levou a uma versão modificada conhecida como Mark IIIC. O IIIC usou dois scanners, um sob a seção externa de cada asa. Sua rotação foi sincronizada com uma unidade e o sinal de rádio alternou entre eles durante a rotação. Para manter a cobertura na importante área morta, o sinal não mudou para o scanner de bombordo (esquerda) até 15 ° além de morto, então o scanner de estibordo (direita) cobriu 195 °, não 180. O o sinal foi fornecido por um magnetron, canalizado para os scanners por meio de um guia de ondas percorrido pela borda de ataque da enorme asa do Sunderland. Em testes realizados em abril de 1944, o IIIC demonstrou desempenho bastante aprimorado em relação ao Mk. IIIs em Wellington e Halifax, tanto quanto o dobro, embora as razões nunca tenham sido totalmente determinadas.

Discriminador de retorno marítimo

Ondas grandes têm lados verticais que refletem o radar de forma eficiente e isso causa falsos retornos na tela. Em condições de mar alto , isso pode encher a tela de ruído, tornando o sistema inútil. Isso levou a experimentos com um "discriminador de retorno do mar" para ajudar a filtrá-los. O discriminador era um filtro passa-alta que silenciava quaisquer componentes de baixa frequência do sinal à medida que saía dos amplificadores. Isso causou uma redução de -3  dB no sinal abaixo de cerca de 40 kHz. Em experimentos em março de 1944, foi relatado que o sistema eliminou a desordem das ondas em estados de mar médio e reduziu muito em estados de alta. Embora também tenha reduzido o sinal de retorno dos alvos, um bom operador poderia ajustar o conjunto de forma que não fosse adversamente afetado para o rastreamento.

Substituição

Quando o Metox foi introduzido pela primeira vez, o TRE respondeu com ASV Mark IIA, uma versão mais poderosa do Mk original. II e incluiu um atenuador conhecido como "Vixen". O operador do radar silenciava os sinais à medida que se aproximavam do submarino, escondendo o fato de que a aeronave estava por perto. A segunda ideia era passar para uma nova frequência, que se tornou o Mk. III. No teste em janeiro de 1942, Mark III foi superior e Mk. IIA foi retirado.

Quando o Mark III estava sendo apresentado, seus desenvolvedores no TRE sentiram que os alemães estenderiam rapidamente a resposta de frequência do Metox para ver os novos sinais e o ciclo se repetiria. Para antecipar os alemães, vários desenvolvimentos começaram a introduzir rapidamente novos modelos assim que se tornou evidente que isso estava ocorrendo. Como no caso do Mark II, eles consideraram duas soluções possíveis, uma versão mais poderosa do Mark III com um atenuador e a mudança para uma nova frequência. Estes surgiram como Marcos VI e Marcos VII.

Foi só em outubro de 1943 que as tripulações da RAF começaram a notar o retorno do problema de "contatos desaparecidos", devido à introdução do Naxos. Dado este atraso inesperado no combate ao Mark III, ambos os modelos estavam bem avançados, mas apenas em fevereiro de 1944 o Mark VI foi instalado pela primeira vez nos Wellingtons. Mesmo assim, Naxos nunca foi tão eficaz quanto Metox e apesar de alguns casos de fugas de submarinos auxiliados por Naxos, estes foram a exceção e Mark III permaneceu o sistema mais amplamente usado até o final da guerra.

Mark VI

Dois tipos de atenuador foram introduzidos para o esforço Mark VI. O tipo 53 consistia em dois anéis de arame, cada1/4comprimentos de onda longos em cada lado do guia de ondas entre o magnetron e a antena. Quando os anéis foram girados paralelamente ao guia de ondas, eles não viram o sinal e não fizeram nada para a propagação. Quando eles foram girados perpendicularmente ao guia de ondas, eles começaram a ressoar e emitiram um sinal que, devido à lei de Lenz , se opôs ao sinal original, silenciando-o. Esses loops também atenuaram o sinal recebido e esta foi a razão para a mudança para o magnetron CV192 de 200 kW, em comparação com a versão original de 40 kW. Um atenuador aprimorado, Tipo 58, adicionou um tubo de Sutton aos loops, de modo que eles pudessem ser totalmente desligados do circuito durante o período do receptor, permitindo que o sinal completo chegue ao receptor. Com a potência adicional do novo magnetron, as unidades com o Tipo 58 aumentaram significativamente o alcance.

Outra melhoria foi a adição de um sistema de acompanhamento de bloqueio. Verificou-se que os operadores tinham dificuldade em ler os blips estendidos no visor e transformá-los em um ângulo preciso para guiar o navio. A Mark VIA adicionou um sistema de comutação de lóbulo com duas antenas próximas que podiam medir a ligeira diferença na força dos sinais entre as duas e usar isso para guiar diretamente os motores que giram a antena. Uma vez ligado, o sistema seguia automaticamente o alvo com uma precisão muito melhor do que os operadores humanos. O bloqueio de acompanhamento sistema provou problemático e não era disponível até as bases U-barco em Biscaia tinha sido abandonada após D-Day .

Marcos VII

A outra solução para o detector Metox de micro-ondas potencial era passar para uma nova frequência. Isso estava se tornando possível em 1943, quando os primeiros magnetrons operando na banda X de 3 cm se tornaram disponíveis. Estes já estavam sendo testados para X banda H2S . Mudar para a banda de 3 cm ofereceu outra vantagem tremenda - a resolução óptica de um sistema de radar varia com a abertura da antena e inversamente com o comprimento de onda. No caso do ASV, a antena de 28 polegadas (710 mm) produziu um feixe com cerca de 10 ° de largura, embora fosse mais sensível próximo ao centro. O sinal de um submarino foi retornado quando estava em qualquer lugar dentro da seção central, talvez 5 ° de cada lado e apareceu no visor, não como um ponto distinto, mas em um arco de 10 ° de largura ou maior. O operador sabia que o submarino estava perto do centro do arco, mas outros objetos grandes na mesma distância também produziriam arcos semelhantes e estes poderiam se sobrepor ao do alvo. Em longo alcance, isso poderia ser milhas de cada lado e em estados de mar médio a alto, grandes ondas perto do submarino obscureceriam seu retorno. Mudar para 3 cm melhorou a largura do feixe para cerca de 3 ° e tornou os arcos muito mais curtos. Apenas ondas muito mais próximas poderiam obscurecer o submarino, aumentando muito o nível do mar em que o radar permaneceu efetivo. As vantagens do X-band eram óbvias, mas o Comando de Bomber estava planejando usar os mesmos magnetrons. Parecia provável que o Coastal Command perderia mais uma vez a discussão sobre o fornecimento de unidades construídas no Reino Unido. Mk. O VII não foi colocado em produção, em favor de unidades de banda X semelhantes que logo estariam disponíveis nos Estados Unidos. O pequeno número de unidades produzidas durante o desenvolvimento foi usado para aeronaves de resgate ar-mar , onde sua resolução mais alta permitiu detectar pequenos barcos salva-vidas.

Descrição

ASV Mark III vs. H2S Mark II

O Mark III original era idêntico ao H2S Mark II, exceto pelo sistema de antena. H2S usou um refletor de 36 polegadas (910 mm) projetado para espalhar o sinal em um amplo ângulo vertical para iluminar a área abaixo do bombardeiro, bem como na frente dele. O sistema para ASV modificou o projeto, reduzindo sua largura para 28 polegadas para caber sob o nariz do Wellington e remodelando-o para enviar menos energia para baixo, já que a aeronave estaria voando em baixa altitude e a área sob o bombardeiro era relativamente pequena e não precisava ser coberto. Outra mudança foi substituir o cabo coaxial de alimentação do H2S por um cabo que ia até a unidade do scanner e, em seguida, mudou para guia de ondas e feedhorn na antena. Esta modificação foi posteriormente aplicada ao H2S Mark IIA. As instalações do IIIC no Sunderland tinham antenas separadas e não intercambiáveis, Tipo 12 e 53. Elas eram alimentadas por um guia de ondas que passava pela asa, conectado a um magnetron na fuselagem. Isso foi combinado com a unidade de comutação 205, que enviava a saída do magnetron alternadamente para os dois scanners conforme eles giravam. O Type 205 consistia em uma unidade de silenciamento semelhante ao sistema Vixen, que alternadamente silenciava uma saída e a outra conforme os loops eram girados.

Formato físico

O sistema ASV / H2S consistia em quatro componentes principais entre onze pacotes. No coração do sistema estava o Waveform Generator Type 26, que também era conhecido geralmente como modulador. Este agia como um relógio mestre para o sistema, acionando a saída do magnetron, mudando o sistema de transmissão para recepção, iniciando o rastreamento no display CRT e outras tarefas. O modulador foi conectado diretamente a vários dos componentes principais e até mesmo por meio de uma caixa de junção. O sinal de radar foi gerado pelo magnetron CV64 de pico de 40 kW que fazia parte da unidade Transmissor / Receptor TR.3159 ou TR.3191 dependendo da versão. Isso alimentou um sinal para a antena e também para um klystron CV67. Os magnetrons produzem uma saída ligeiramente diferente a cada pulso, o que torna difícil construir um receptor que possa corresponder a esse sinal variável. O CV67 captou parte do pulso de saída e começou a ressoar naquela frequência, fornecendo um sinal de referência constante para o receptor.

O Transmissor / Receptor também foi responsável pela primeira parte do sistema receptor. Um tubo de Sutton CV43 mudou a antena do lado do transmissor para o receptor do sistema depois que os pulsos foram enviados. A partir daí, ele foi modulado por um diodo CV101, um dos primeiros exemplos de eletrônica de estado sólido de nível militar e um elemento-chave dos radares de microondas. Após o diodo, o sinal foi reduzido em frequência de ~ 3.300 MHz para uma frequência intermediária de 13,5 MHz, que foi então realimentado pela aeronave em um cabo coaxial para o receptor / amplificador. O receptor, T.3515 ou T.3516, pegou a frequência intermediária de 13,5 MHz e amplificou-a para níveis utilizáveis. A saída foi enviada para a unidade Indicadora Tipo 162, que continha os dois CRTs. Se fosse equipado, o receptor Lucero, TR.3190, era conectado ao display de altura, posicionado (eletricamente) entre o receptor e o display. Qual desses circuitos estava em uso, junto com muitos outros controles, estava localizado na unidade de comutação. Isso também exigiu o uso da Unidade de Controle 411, que cronometrou e alimentou o sistema de digitalização.

Exibições e interpretação

A tela principal do Mark III era um CRT de 150 mm (6 polegadas). Quando o Waveform Generator disparou, ele acionou um gerador de base de tempo que puxou o feixe de elétrons do centro da tela para a borda externa ao mesmo tempo que o retorno máximo do radar na configuração do intervalo atual. Quando o sistema foi configurado para seu alcance típico de 30 milhas (48 km), os sinais de radar levariam 30 milhas / 186.282 milhas por segundo = 0,00016 segundos para viajar 30 milhas e o mesmo para viajar de volta. Nesta configuração, a base de tempo puxou o feixe através do rosto em 0,00032 segundos ou 320 microssegundos. O sistema podia ser configurado para escanear a 10, 30 ou 50 milhas e tinha um modo separado para uso de Lucero de longo alcance que exibia sinais na faixa de 50 a 100 milhas (80 a 161 km). Um segundo sistema girava o garfo de deflexão do CRT , sincronizado com o scanner usando uma lâmina magnética . Isso significava que a linha desenhada pela base de tempo estava girando ao redor da tela. Quando um alvo retornava um sinal, ele iluminava o feixe. Ajustando o brilho da tela, o operador pode configurá-lo de forma que os alvos apareçam como manchas brilhantes, enquanto o resto do sinal é silenciado, de forma que fica invisível. O operador tinha que ajustar continuamente o sistema para que não ficasse muito mudo e tornasse os retornos reais invisíveis.

Como a antena tinha cerca de 10 ° de largura de feixe, o alvo não apareceu como um único ponto na tela, mas como um arco estendido. Isso tinha, em teoria, mais de 10 ° de largura, pois o retorno pode ser visto quando a antena estava em qualquer um dos lados, mas na prática, o arco tendia a ser talvez metade disso, já que a intensidade do sinal nas bordas do feixe era menor . Isso não afetou a precisão do sistema durante a abordagem inicial, já que o U-boat estava em algum lugar próximo ao meio do arco e, quando estava perto da parte externa da tela, poderia ter alguns centímetros de largura. No entanto, conforme a aeronave se aproximava do alvo, o retorno se movia em direção ao centro do visor, onde se tornava progressivamente menor, e foi estimado que a precisão média no rumo a curta distância era de apenas 6 °. Em versões posteriores, isso poderia ser resolvido ajustando a unidade para empurrar os retornos próximos para as bordas da tela, usando um controle originalmente destinado a fazer o inverso nas configurações de H2S.

O visor também tinha controles na caixa de distribuição para exibir um "estroboscópio" em um atraso fixo. Isso fez com que um ponto aparecesse um certo tempo após o início do traçado e, à medida que o visor girava, criava um círculo no visor. Isso foi usado pelo operador para fazer medições precisas do alcance de um alvo selecionado, que foi exibido na caixa de comutação girando o tambor de alcance. Como o H2S, os visores ASV também tinham a opção de exibir uma linha sólida que se estendia do meio até a borda que representava a trajetória de vôo da aeronave. No uso do H2S, esse recurso foi usado porque um segundo sistema girou toda a tela de forma que o norte estivesse sempre para cima, como um mapa. As aeronaves do Comando Costeiro não tinham esse sistema, provavelmente devido à falta de bússolas de Leitura Distante que alimentavam essa informação no display. Esta linha de indicação de rumo normalmente não era usada em ASV, e a Unidade de Controle Tipo 218 associada não era transportada. Havia um CRT secundário de 2,5 polegadas (64 mm) conhecido como tubo de altura. Faltou o sistema para girar a tela com a antena, e sempre traçou uma linha verticalmente para cima da tela. Os sinais do receptor não aumentaram o brilho do feixe, mas sim desviaram para a direita, causando o aparecimento de uma mancha. Um estroboscópio como o do PPI pode ser movido ao longo desta tela.

Como o nome indica, o objetivo principal do tubo de altura era medir a altitude. O operador movia o estroboscópio para o primeiro blip principal, causado por sinais refletidos no solo e captados pelos lóbulos laterais da antena . Isso não era tão útil no papel de ASV, onde os voos de baixa altitude tornavam fácil medir a altitude visualmente. Em ASV, o tubo de altura foi usado principalmente com Lucero para rastreamento de farol. O Switch Unit Type 207 separado continha a maioria dos controles para seleção de faixa e modo. Ele também incluiu o Range Drum, uma calculadora mecânica simples. Este era o local dos visores mecânicos para os strobes de alcance e altura, o alcance sendo indicado girando o tambor e a altura como um ponteiro em forma de seta movendo-se para cima e para baixo no lado esquerdo do visor. Um radar mede o alcance inclinado até um alvo, não sua distância medida no solo. Ao ler uma série de linhas no Tambor de Altura onde uma das linhas cruzou a ponta da seta de altura, o operador pode ler a distância do solo até o alvo. Esse recurso era de pouca utilidade na função de ASV, em que voar em baixa altitude significava que o alcance inclinado era semelhante ao alcance no solo e mais tarde foi modificado para ser usado principalmente com o sistema BABS.

Lucero

O Sunderland V do Imperial War Museum Duxford tem antenas receptoras Lucero em amarelo brilhante em ambos os lados do nariz.

Quando a Switch Box selecionou Lucero, o display de altura foi desligado do sinal principal e conectado às antenas Lucero. Havia duas antenas receptoras, uma de cada lado da aeronave. Um interruptor motorizado rapidamente selecionado entre as duas antenas. Um dos dois também foi enviado por inversor elétrico. Quando amplificado e enviado ao display, fazia com que dois blips aparecessem, um de cada lado da linha de base vertical. O blip mais longo estava mais alinhado com o transponder no solo, portanto, virando-se para o blip mais longo, era possível navegar com a aeronave em sua direção.

atuação

O desempenho das operações do Comando Costeiro foi uma área significativa de pesquisa operacional durante a guerra e o Mark III foi repetidamente testado tanto em seu próprio desempenho quanto em medidas relativas a outros sistemas de radar. Em sua primeira série de testes notável, um protótipo Mark III foi testado contra o Mk de alta potência. IIA e um sistema experimental trabalhando a 50 cm. O Mk. O IIA demonstrou detecção confiável de um submarino totalmente à superfície a 14 milhas (23 km) a 1.500 pés, 11 milhas (18 km) a 1.000 pés e 7 milhas (11 km) a 500 pés. Contra um submarino reduzido para que o convés ficasse mais perto de a linha d'água, os intervalos eram 7 milhas a 1.500 pés, 6 milhas a 1.000 pés e 4 milhas (6,4 km) a 500 pés. Os intervalos mínimos variaram de três milhas a uma milha.

O protótipo Mark III, referido como ASV de 10 cm no relatório, apresentou resultados muito melhores. Grandes comboios podiam ser detectados em alcances de até 40 milhas (64 km) enquanto voavam a uma altitude de 500 pés, o que significava que os navios estavam bem abaixo do horizonte do radar e a aeronave era invisível para eles. Outras aeronaves podem ser vistas com segurança a um alcance de 10 milhas (16 km) e o operador pode fazer algumas estimativas sobre a direção da viagem. Alcances máximos confiáveis ​​contra um submarino totalmente à superfície eram de 12 milhas a 500 pés e 10 milhas a 250 pés. Foram esses testes que convenceram o Comando Costeiro a escolher o Mark III como seu sistema principal.

Em novembro de 1944, comparações semelhantes foram realizadas entre Mark III e Mark VI e, em seguida, comparadas a testes anteriores do Mark VII daquele mês de agosto. Usando a Ilha Grassholm na costa do País de Gales como alvo, o Mk. III forneceu uma distância média de detecção de 23,5 milhas (37,8 km), enquanto Mk. Os sinais mais poderosos do VI melhoraram isso significativamente para 38,5 milhas (62,0 km) e o Mk. Os 25 kW mais fracos do VII demonstraram um máximo em torno de 35 milhas (56 km). Mk. III foi estimado para detectar um U-boat do lado a 22 milhas (35 km), melhorando para 32 milhas (51 km) para Mk. VI e tão baixo quanto 18 milhas (29 km) para Mk. VII. O alcance contra alvos finais foi de 10,5 milhas (16,9 km), 20,5 milhas (33,0 km) e 10 milhas (16 km), respectivamente.

Notas

Referências

Citações

Bibliografia