IFF Mark II - IFF Mark II

A antena IFF Mark II neste Spitfire pode simplesmente ser vista, estendendo-se ao longo da fuselagem traseira do roundel até a ponta do estabilizador horizontal.

IFF Mark II foi o primeiro amigo ou sistema inimigo de identificação operacional . Foi desenvolvido pela Royal Air Force pouco antes do início da Segunda Guerra Mundial . Após uma curta execução do protótipo Mark I s, usado experimentalmente em 1939, o Mark II começou a ser amplamente implantado no final da Batalha da Grã-Bretanha no final de 1940. Permaneceu em uso até 1943, quando começou a ser substituído pelo IFF padronizado Mark III , que foi usado por todas as aeronaves aliadas até muito depois do fim da guerra.

O Mark I era um sistema simples que ampliava os sinais dos sistemas de radar British Chain Home , fazendo com que o "blip" da aeronave se estendesse no visor do radar , identificando a aeronave como amigável. Mark  Eu tive o problema de que o ganho teve que ser ajustado em vôo para mantê-lo funcionando; em campo, acertou apenas metade das vezes. Outro problema era que ele era sensível a apenas uma frequência e precisava ser sintonizado manualmente em diferentes estações de radar. Em 1939, Chain Home era o único radar de interesse e operava em um conjunto limitado de frequências, mas novos radares já estavam entrando em serviço e o número de frequências estava começando a se multiplicar.

Mark II abordou esses dois problemas. Um controle de ganho automático eliminou a necessidade de ajustar o ganho, tornando o dispositivo muito mais provável de funcionar corretamente quando interrogado. Para trabalhar com muitos tipos de radar, um sistema complexo de engrenagens e câmeras motorizadas mudava constantemente a frequência por meio de três bandas largas, examinando cada uma a cada poucos segundos. Essas mudanças automatizaram a operação do dispositivo e o tornaram verdadeiramente útil pela primeira vez; anteriormente, os operadores não podiam ter certeza se um blip era uma aeronave inimiga ou aliada com um IFF desajustado. Originalmente encomendado em 1939, a instalação foi adiada durante a Batalha da Grã-Bretanha e o sistema passou a ser amplamente utilizado a partir do final de 1940.

Embora a seleção de frequências do Mark II cobrisse o início do período da guerra, em 1942 tantos radares estavam em uso que uma série de subversões foi introduzida para cobrir combinações específicas de radares. A introdução de novos radares baseados no magnetron de cavidade exigia frequências diferentes às quais o sistema não era facilmente adaptado. Isso levou à introdução do Mark III, que operava em uma única frequência que poderia ser usada com qualquer radar; também eliminou a necessidade do complexo sistema de engrenagens e excêntricos. Mark III começou a entrar em serviço em 1943 e rapidamente substituiu o Mark II.

História

Esforços iniciais

Antes de os sistemas Chain Home (CH) começarem a ser implantados, Robert Watt considerou o problema de identificar aeronaves aliadas em um visor de radar . Ele registrou as patentes iniciais desses sistemas em 1935 e 1936.

Em 1938, pesquisadores do estabelecimento de pesquisa de radar Bawdsey Manor começaram a trabalhar com o primeiro dos conceitos de Watt. Este era um sistema simples de "refletor" consistindo de um conjunto de antenas dipolo que eram sintonizadas para ressoar na frequência dos radares CH. Quando um pulso do radar os atingia, eles ressoavam por um curto período e faziam com que um sinal adicional fosse recebido pela estação. As antenas eram conectadas a uma chave motorizada que periodicamente causava curto na antena e cancelava a transmissão, fazendo com que o sinal fosse ligado e desligado. No display CH, isso fazia com que o "blip" se alongasse e se contraísse periodicamente. O sistema se mostrou altamente não confiável; funcionou apenas quando a aeronave estava em determinados locais e voando em certas direções.

Sempre se suspeitou que esse sistema teria pouca utilidade na prática. Quando esse foi o caso, a Royal Air Force (RAF) introduziu um sistema diferente que consistia em um conjunto de estações de rastreamento usando localizadores de direção de rádio HF / DF . Os rádios padrão da aeronave foram modificados para enviar um tom de 1 kHz por 14 segundos a cada minuto, permitindo que as estações de rastreamento tenham tempo suficiente para medir a direção da aeronave. Várias dessas estações foram designadas para cada setor do sistema de defesa aérea e enviaram suas medições para uma estação de plotagem na sede do setor. Lá, eles usaram a triangulação para determinar a localização da aeronave.  

Conhecido como " pip-squeak ", o sistema funcionava, mas era muito trabalhoso, exigindo operadores em várias estações e em placas de plotagem em HQs do setor. Mais operadores eram necessários para mesclar as informações do sistema pip-squeak com as dos sistemas de radar para fornecer uma visão do espaço aéreo. Isso também significava que os pilotos eram constantemente interrompidos ao falar com seus controladores de solo. Desejava-se um sistema que funcionasse diretamente com o radar.

Mark I

Buscando um sistema que fosse o mais simples possível, os pesquisadores de Bawdsey começaram a trabalhar com um receptor regenerativo . A ideia por trás da regeneração é amplificar o sinal de rádio e enviá-lo para um circuito LC , ou "tanque", que ressoa em uma frequência selecionada. Uma pequena parte da saída do tanque é enviada de volta para a entrada do amplificador, causando feedback que amplifica muito o sinal. Desde que o sinal de entrada seja relativamente constante, como os sinais de código Morse , um único tubo de vácuo pode fornecer amplificação significativa.

Um problema com a regeneração é que, se o feedback for muito forte, o sinal crescerá até o ponto em que começa a ser transmitido de volta para fora da antena e causa interferência em outros receptores. No caso do sistema IFF, isso é exatamente o que se desejava. Quando o sinal do radar foi recebido e o ganho devidamente ajustado, o sinal cresceu até transformar o sistema de receptor em transmissor. Os níveis de sinal ainda eram pequenos, mas os receptores nos sistemas de radar eram extremamente sensíveis e o sinal do transceptor era maior do que o que seria normalmente recebido apenas do reflexo do pulso do radar original.

Esse sinal extra faria com que o blip da aeronave na tela do radar aumentasse repentinamente e se tornasse muito maior. Como pode ser difícil distinguir o sinal maior resultante do IFF do retorno de uma aeronave maior ou formação sem IFF, o circuito foi conectado a uma chave motorizada que rapidamente desconectou e reconectou o receptor, fazendo com que o blip oscilar no visor do radar . Um interruptor no painel de controle da cabine permitiu que o padrão fosse controlado; uma configuração enviou de volta pulsos de 15 microssegundos (μs), a segunda configuração enviou pulsos de 40 μs e a configuração final alternou entre os dois a cada pulso recebido.

Havia duas desvantagens principais no design. Uma era que o piloto tinha que definir cuidadosamente o controle de feedback; se fosse muito baixo, o sistema não criaria um sinal de saída e nada seria recebido pela estação de radar, e se fosse muito alto, o circuito amplificaria seu próprio ruído eletrônico e emitiria sinais aleatórios conhecidos como " squitter " através de um ampla gama de frequências. Isso causou interferência significativa em uma grande área e foi um grande problema para os operadores de radar. Era muito fácil esquecer de ajustar o ganho durante o vôo, especialmente em caças de um único assento, e estimou-se que um sinal utilizável foi retornado apenas cerca de 50 por cento do tempo.

O outro problema era que as estações CH operavam em um pequeno, mas distinto conjunto de frequências, e o sistema funcionava em apenas uma única frequência por vez. Uma aeronave em um perfil de missão típico pode ser visível apenas para uma única estação CH, ou talvez duas ou três em sua área operacional. Para resolver isso, o painel da cabine tinha um cartão com as frequências das estações locais de CH, que o piloto tinha que ajustar à medida que se moviam. Os pilotos muitas vezes se esqueciam de fazer isso e, se perdessem o curso ou saíssem do curso, não saberiam em que frequência sintonizar ou a estação mais próxima poderia não estar no cartão.

O Mark I foi usado apenas experimentalmente. Trinta conjuntos foram feitos à mão na AMES e um pedido de 1.000 foi feito com a Ferranti em setembro de 1939.

Mark II

A antena IFF pode ser vista à esquerda desta foto, encontrando a fuselagem no roundel RAF. As longas antenas, que precisavam ser colocadas em ambos os lados da fuselagem, desaceleraram o Spitfire em cerca de 2 milhas por hora (3,2 km / h). Rocha de Gibraltar em segundo plano.

Além dos problemas operacionais com o Mark I, um problema mais sério era o número crescente de novos sistemas de radar sendo implantados. Mesmo enquanto o Mark  I estava sendo testado, a RAF, a Marinha Real e o Exército Britânico estavam introduzindo novos sistemas, abrangendo uma ampla gama de frequências, desde os sistemas de 200 MHz da RAF usados ​​em caças noturnos e Chain Home Low até o armamento de 75 MHz do Exército radares e no CH em 20 a 30 MHz. Tentar sintonizar manualmente entre eles seria impraticável e impossível se a aeronave fosse visível para mais de um radar, o que era cada vez mais o caso.

Uma solução já estava em desenvolvimento no início de 1939, semelhante ao Mark  I, mas empregando circuitos sintonizados sensíveis a muitos conjuntos de radar. Ele usava um "sistema complicado de cames e engrenagens e mecanismos de Genebra " para alternar entre as bandas conectando-se a osciladores que cobriam uma banda e, em seguida, usava um capacitor de sintonia motorizado para varrer a faixa de frequência dentro dessa banda. Para garantir que o sinal tinha a intensidade certa e não causava ruído, um controle automático de ganho foi adicionado. Essas mudanças eliminaram a necessidade de sintonia ou ajustes de ganho em vôo, melhorando muito a chance de responder corretamente a um radar. Apenas ajustes periódicos no terreno eram necessários para mantê-lo funcionando adequadamente.

Um pedido de 1.000 jogos foi enviado à Ferranti em outubro de 1939 e eles completaram os primeiros 100 jogos em novembro. A rápida expansão da RAF impediu que uma proporção significativa de sua força fosse equipada na época da Batalha da Grã - Bretanha em meados de 1940. Em qualquer caso, a ação ocorreu principalmente no sul da Inglaterra, onde o IFF não seria muito útil, pois as estações CH estavam posicionadas ao longo da costa e podiam ver os caças apenas se estivessem sobre o Canal da Mancha . Não houve necessidade urgente de instalar os sistemas e pip-squeak continuou em uso durante a batalha.

A falta de IFF levou a problemas, incluindo fogo amigo ; a Batalha de Barking Creek em setembro de 1939 não teria ocorrido se o IFF tivesse sido instalado. Isso também significava que as aeronaves inimigas não poderiam ser identificadas se estivessem perto de aeronaves RAF conhecidas. Em julho de 1940, os alemães começaram a tirar vantagem disso inserindo seus bombardeiros em formações de bombardeiros RAF que retornavam de missões noturnas na Europa. Para os operadores terrestres, pareciam mais aeronaves da RAF e, uma vez que cruzaram a costa, não havia como rastreá-los. Mesmo que um dos raros  conjuntos Mark I estivesse disponível, a falta de confiabilidade de seus sinais tornava difícil para os controladores confiarem nele.

Quando a Batalha da Grã-Bretanha terminou, Mark II foi rapidamente instalado em aeronaves RAF. Sua instalação no Supermarine Spitfire exigia duas antenas de fio na cauda que diminuíam a velocidade máxima em 2 milhas por hora (3,2 km / h) e adicionavam 40 libras (18 kg) de peso. Pip-squeak ainda era usado para áreas sobre a terra onde CH não cobria, bem como um sistema de orientação de emergência. O Mark II também encontrou uso em navios da Marinha Real, onde foi produzido como o Tipo 252 para que os navios pudessem se identificar por radar.

Um conjunto de Mark II foi levado aos Estados Unidos como parte da Missão Tizard em novembro de 1940. Pesquisadores americanos já estavam trabalhando em seu próprio sistema IFF de certa complexidade. Eles perceberam a importância de usar um sistema IFF comum e, no início de 1941, decidiram instalar o Mark II em sua própria aeronave. A produção foi retomada pela Philco com um pedido de 18.000 conjuntos como o SCR-535 em julho de 1942. O sistema nunca foi totalmente confiável.

Mark III

Artigo principal: IFF Mark III

A profusão de radares que levou ao Mark II continuou e em 1942 havia quase uma dúzia de subtipos do Mark II cobrindo conjuntos de frequências. Alguns, como o IIIN, foram sintonizados nos radares comumente usados ​​pela Marinha, enquanto outros, como o IIIG, nos radares terrestres do Exército e da Força Aérea. Nenhuma unidade poderia responder a todos eles. Para aumentar o problema, o magnetron de cavidade havia amadurecido e uma nova geração de radares operando na região de micro - ondas estava prestes a entrar em serviço, usando frequências nas quais os receptores IFF não podiam operar.

Em 1940, o engenheiro inglês Freddie Williams havia considerado esse problema e sugerido que todas as operações IFF fossem movidas para uma única frequência. Em vez de responder na frequência do radar e, assim, se misturar com seu sinal no receptor, uma unidade separada iria transmitir pulsos de "interrogação" em sincronicidade com os pulsos do radar, e os sinais recebidos seriam amplificados independentemente e, em seguida, misturados com os sinais do radar no exibição. Isso simplificou muito o equipamento aerotransportado porque operava em uma frequência, eliminando o complexo sistema multibanda. A única desvantagem era que um segundo transmissor era necessário nas estações de radar.

A produção do IFF Mark III começou na Ferranti e foi rapidamente retomada nos Estados Unidos pela Hazeltine . Continuou a ser o sistema IFF principal dos Aliados durante o resto da guerra; a frequência comum de 176 MHz foi usada por muitos anos depois.

Versões

De Shayler.
  • Mark I - versão de protótipo que funcionou com radares CH
  • Mark II - varredura automática de três bandas cobrindo radar CH, GL e Navy Type 79
  • Mark IIG - versão redonda "G" com bandas cobrindo radares terrestres comuns como CH, CHL , GL e AMES Tipo 7
  • Mark IIN - versão "N" aval com bandas cobrindo vários radares da Marinha Real como o Tipo 286
  • ABE (SCR-535 e SCR-535 / A) - versão dos EUA cobrindo radares do Exército dos EUA como SCR-268 , SCR-270 , SCR-271 e SCR-516
  • ABK - versão dos EUA cobrindo radares da Marinha dos EUA , bem como radares terrestres comuns

Notas

Referências

Citações

Bibliografia

Leitura adicional

links externos