Radar tipo 277 - Type 277 radar
 Tipo 277 antenna su HMS Swiftsure
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| Paese d'origine | UK |
|---|---|
| Introdotto | 1943 |
| genere | Ricerca sulla superficie del mare, preallarme |
| Frequenza | 2950 ± 50 MHz (banda S) |
| PRF | 500 Hz |
| Larghezza del fascio | 6.2º |
| Larghezza di impulso | 1,8 o 0,7 µs |
| RPM | Da 0 a 16 giri / min |
| Gamma | Da 1 a 11 NM (1,9-20,4 km) |
| Diametro | 4,5 piedi (1,4 m) |
| Azimut | 360º |
| Precisione | ~ 2º, portata di 250 iarde |
| Energia | 500 kW |
| Altri nomi | Tipo 276, 293 |
| Relazionato | Tipo 271/2/3, 294/5, da 980 a 984, CD No.1 Mk. VI, AMES tipo da 50 a 56 |
Il Tipo 277 era un radar di ricerca di superficie e di allarme rapido per aeromobili secondario utilizzato dalla Royal Navy e dagli alleati durante la seconda guerra mondiale e l'era del dopoguerra. Si trattava di un importante aggiornamento del precedente radar Tipo 271 , che offriva molta più potenza, una migliore elaborazione del segnale, nuovi display e nuove antenne con prestazioni notevolmente migliorate e requisiti di montaggio molto più semplici. Permetteva di montare un radar con prestazioni precedentemente riscontrabili solo su incrociatori e corazzate anche sulle corvette più piccole . Ha iniziato a sostituire il 271 nel 1943 ed è stato diffuso entro la fine dell'anno.
Il Tipo 271 è stato uno dei primi radar a microonde ad entrare in servizio, quando la progettazione dell'elettronica a microonde era agli inizi. Mentre veniva ancora montato per scortare le navi durante il 1941 e il 1942, si facevano passi da gigante nella tecnica del magnetron a cavità , della guida d'onda , del design dell'antenna e dell'elettronica generale. Quegli aggiornamenti che potevano essere facilmente combinati con i sistemi esistenti divennero i modelli 271 Mark IV, mentre quelli che richiedevano più tempo per lo sviluppo erano originariamente conosciuti come Mark V. Data l'entità dei cambiamenti, nel marzo 1943 i Mark V furono ribattezzati come il Serie 277.
Il 277 utilizzava un magnetron da 500 kW, rispetto ai 5 kW del 271, aggiungeva un'antenna a guadagno molto più elevato che era stabilizzata nel passo, sostituiva i feed del segnale del cavo coassiale con guida d'onda e aggiungeva un sistema di indicatore di posizione in pianta (PPI) con diversi display. Mentre il 271 offriva prestazioni a circa 3 miglia (4,8 km) contro un U-Boot e doveva comunicare con i comandanti tramite tubo vocale , il 277 era limitato solo dall'orizzonte radar e poteva essere letto direttamente sul ponte su navi più grandi.
Il 277 ha generato diverse versioni modificate, tra cui il Tipo 276 per cacciatorpediniere e il Tipo 293 per l'avvertimento aereo dedicato. Questi erano così potenti che furono adattati per altri ruoli dall'esercito britannico per l' osservazione della costa e l'avvistamento di artiglieria, e la Royal Air Force come Chain Home Extra Low per contrastare gli attacchi aerei tedeschi a quote molto basse. Continuarono i miglioramenti all'elettronica, che portarono ai modelli P e Q che arrivarono nel 1945. I modelli Q rimasero in servizio fino agli anni '50.
Storia
Digitare 271
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Il Tipo 271 è stato uno dei primi radar a microonde a raggiungere il servizio, con il primo esemplare entrato in fase di test nel marzo 1941 e dichiarato operativo a maggio. A quel tempo, l'intero campo delle microonde era agli inizi, il magnetron a cavità richiesto e i rivelatori a cristalli sigillati erano stati sviluppati solo un anno prima. Tuttavia, il 271 si è rivelato un dispositivo estremamente utile, abbastanza piccolo da stare su corvette e con una risoluzione ottica sufficiente per rilevare un sottomarino entro circa 3 miglia (4,8 km).
Il Tipo 271 originale era destinato a piccole navi in cui l'antenna poteva essere posizionata direttamente sulla sommità del ponte. L'operatore fa oscillare manualmente l'antenna avanti e indietro utilizzando un volante collegato a un albero che passa attraverso il tetto. Il Tipo 272 ha sostituito l'albero con un cavo Bowden e ha aggiornato l'elettronica per consentirgli di inviare i suoi dati attraverso fino a 12 m di cavo coassiale , destinato a consentire il montaggio dell'antenna sull'albero di medie dimensioni navi come cacciatorpediniere . In pratica, il 272 era considerato un guasto.
Il Tipo 273 era simile al 272 ma sostituì l'originale antenna "a forma di formaggio" con un riflettore parabolico molto più grande con un guadagno dell'antenna molto più alto , più che compensando le perdite nel cavo. Poiché questo tipo di antenna aveva un raggio a matita anziché il raggio a ventaglio dell'antenna a forma di formaggio, per mantenerlo puntato verso l'orizzonte mentre la nave si inclinava e rollava, doveva essere stabilizzato meccanicamente utilizzando una piattaforma giroscopica . Questa versione era pensata per navi più grandi come incrociatori e corazzate che avevano ampio spazio sull'albero per installare un'antenna più grande. Questi si sono rivelati estremamente efficaci e le versioni non stabilizzate furono presto raccolte dall'esercito britannico per la difesa costiera.
Modelli Q
Mentre la maggior parte delle 271 unità veniva installata, si facevano passi da gigante nell'elettronica relativa all'uso delle microonde. I rivelatori a cristalli, un componente chiave necessario per pratici ricevitori a microonde, venivano costantemente migliorati. I nuovi modelli arrivati dagli Stati Uniti erano entrambi più robusti dei primi modelli del Regno Unito e avevano un rumore elettronico di gran lunga inferiore, da circa 20 dB dei primi modelli utilizzati nei 271 prototipi, a un minimo di 14 dB nel 1943. Il magnetron subì diversi rapidi miglioramenti nei livelli di potenza, prima nella gamma di 100 kW, e nel 1943 cominciava ad avvicinarsi a 1 MW. Questi due miglioramenti da soli offrivano la possibilità di aumentare notevolmente la portata di un sistema radar.
Durante lo stesso periodo, l'arte della progettazione della guida d' onda e della tromba di alimentazione stava migliorando rapidamente, sostituendo i vecchi cavi coassiali e le antenne a dipolo che avevano perdite significative alle frequenze delle microonde. Anche i progetti dei riflettori e i supporti stabilizzati necessari per puntarli con precisione stavano migliorando. Un progresso chiave è stato il tubo morbido di Sutton che ha permesso di utilizzare una singola antenna sia per la trasmissione che per la ricezione. Infine, nuovi concetti nell'elaborazione del segnale stavano consentendo la costruzione dei primi sistemi di aggancio radar , che consentivano a un radar di tracciare automaticamente un bersaglio con precisioni ben oltre ciò che un operatore umano poteva ottenere.
Dopo alcune considerazioni, è stato deciso di inserire molti dei miglioramenti più semplici in un nuovo design, i modelli "Q", noti anche come Mark IV. Questi utilizzerebbero i più recenti magnetron CV56 a 70 kW insieme a un nuovo sistema di guida d'onda per alimentare le antenne. Dopo piccole modifiche a seguito dei test sul campo, i primi modelli Q di produzione furono installati nel maggio 1942 e alla fine del 1943 avevano ampiamente sostituito i modelli precedenti.
Mark V
Con i problemi principali con il 271 risolti dai modelli Q, rimaneva un problema importante. Il tipo 272, la versione a lettura remota dell'originale 271, era generalmente considerato un guasto. L'unità rimaneva difficile da montare e la grande distanza tra essa e l'elettronica del ricevitore portava a scarse prestazioni.
L'introduzione del tubo morbido Sutton ha permesso di utilizzare un'unica antenna sia per la trasmissione che per la ricezione, e questo è stato visto come un modo per aiutare a risolvere questo problema. Il peso inferiore di una singola antenna consentirebbe di utilizzare un riflettore più grande, compensando le perdite nella connessione lunga allo stesso modo del 273. Inoltre, poiché il concetto di guida d'onda è stato meglio compreso, è diventato possibile costruire una guida d'onda con un giunto rotante. Ciò consentirebbe di sostituire il cavo coassiale con una guida d'onda, che consentirebbe sia una rotazione di 360 gradi sia una notevole riduzione delle perdite di segnale.
Alla fine è stata presa la decisione di passare a due nuovi modelli di antenna. Si userebbe il riflettore da 4,5 piedi (1,4 m) dalle versioni della difesa costiera dell'esercito del 271, migliorando ulteriormente il guadagno rispetto al 273 di 3 piedi (0,91 m). Poiché c'era solo uno di questi "piatti", questo sarebbe stato in grado di essere montato su raccordo stabilizzato anche sul tetto delle scorte più piccole. Questo divenne noto come il Tipo 271 Mark V. Una seconda versione, mantenendo l'antenna originale in stile formaggio, sarebbe stata collocata in un nuovo alloggiamento e sarebbe diventato il Tipo 272 Mark V per i cacciatorpediniere. La leggerezza di questa antenna ne ha permesso il montaggio anche su un albero relativamente piccolo. Non sarebbe stato necessario alcun 273 separato, il 271 Mark V più grande poteva essere utilizzato anche su navi più grandi che avevano già lo spazio per montarlo. Sebbene il 272 Mark V avesse l'antenna più piccola, il nuovo magnetron aumenterebbe così la sua potenza che ci si aspettava che le sue prestazioni corrispondessero almeno al 273Q originale.
Sistema prototipo
Il problema principale con l'adattamento del nuovo magnetron era che la sua potenza di 500 kW richiedeva un'alimentazione di 1 MW. Ciò ha richiesto un nuovo design utilizzando un modulatore della linea di scarica di design molto più robusto, poiché non solo ha raggiunto una potenza di picco più elevata, ma la sua uscita continua è stata in media di 1 kW.
Per testare il sistema nel suo complesso, una versione sperimentale del nuovo sistema, il Tipo 273S Mark V, fu costruita durante l'estate del 1942. Questa consisteva in una cabina operativa montata su un carrello delle armi che ne consentiva la rotazione. In cima alla cabina c'era un'antenna composta da un singolo riflettore di tipo formaggio alimentato da guida d'onda ingrandito a 15 x 2,5 piedi (4,57 x 0,76 m). Questo è stato testato sulla riva vicino alla RAF Ventnor .
Durante questo periodo, la Marina stava introducendo il radar Tipo 281 per l'avvertimento aereo su navi più grandi. Questo sistema di lunghezza d'onda metrica era montato relativamente basso sulle navi e quindi aveva un orizzonte radar limitato. Gli aerei diventavano visibili al radar solo a 40 miglia (64 km) se volavano sopra i 4.000 piedi di altitudine, e c'era un forte desiderio di "colmare il vuoto" sotto questa altitudine. Notevole interesse è stato generato dai nuovi Mark V e dalla possibilità di adattarli a questo ruolo secondario.
Per testare questo concetto, il 273S è stato ulteriormente modificato con l'aggiunta di un ricevitore IFF Mark III separato sopra il formaggio. La sua antenna consisteva in una serie di pali verticali montati lungo il dorso del formaggio, con reti metalliche appese ai pali per formare una seconda sezione cilindrica. Un'antenna Yagi standard a due elementi era posizionata davanti al riflettore.
Dopo la modifica è stato portato in un sito di test dell'esercito nel Galles del Nord a Great Orme , a circa 460 piedi sul livello del mare. Nei test tra dicembre 1942 e febbraio 1943 ha dimostrato la sua capacità di rilevare un Bristol Beaufighter a 80 miglia (130 km) mentre volava a 8.000 piedi di altitudine. A quell'altitudine l'orizzonte radar era di circa 110 miglia (180 km), quindi questa era una prestazione eccellente. Questo è stato quando è stato ruotato manualmente in modo A-scope , ci si aspettava che questo sarebbe stato ridotto a forse 60 miglia (97 km) in un sistema PPI che ruotava da 2 a 4 giri / min.
Tipo 277T
Nel marzo 1943 durante un esercizio di ridenominazione, i 271 e 272 Mark V divennero rispettivamente il Tipo 277 e il Tipo 276. Allo stesso tempo, il 273S Mark V è stato ribattezzato 277T.
La performance a Orne è stata così impressionante che il 277T è stato ordinato in produzione da Allen West & Co., Metrovick e la Marconi Company for Army and Royal Air Force (RAF) come Chain Home Extra Low (CHEL). Il primo modello di serie arrivò nel marzo 1943 e entrò in funzione a Capel-le-Ferne , Dover. Questo si è dimostrato estremamente efficace contro i raider Focke-Wulf FW 190 "tip-n-run" che avevano causato così tanti problemi durante questo periodo. Il 277T potrebbe rilevarli poco dopo aver superato la costa francese. Il sistema è stato in grado di fornire l'allarme aereo dell'imminente attacco alla Ashford School nel marzo 1943, salvando la vita degli studenti della Girls School.
Il tipo 277S (per statico, come non mobile) presentava un ulteriore miglioramento del sistema di montaggio, sostituendo il rimorchio per armi con un carrello progettato su misura. Questi iniziarono ad arrivare a metà del 1943, con il primo inviato a Sæból, in Islanda . Alcune unità sono state inviate nel continente durante gli sbarchi del D-Day .
Digitare 277X
Mentre il 277T stava testando le prestazioni generali dell'elettronica, si stavano facendo progressi sulla versione navale del sistema di antenna su un sistema una tantum noto come 277X. Il nuovo piatto 4,5 piede è stato realizzato in lamiera stampata e montato in un giogo (o forcella) montaggio. L'asse di elevazione del giogo aveva un motore su uno dei cuscinetti per fornire la stabilizzazione verticale. Un giroscopio al motore ha fornito il riferimento dell'orizzonte. La guida d'onda è stata fissata al cuscinetto opposto al motore verticale, correndo su e sopra la parte superiore del riflettore e poi dritta lungo la parte anteriore di esso con un foro nel mezzo per fornire il feedhorn. Avere la guida d'onda percorsa lungo l'intera faccia significava che poteva essere collegata al riflettore in alto e in basso, fornendo un eccellente supporto meccanico.
Non era richiesta alcuna stabilizzazione orizzontale poiché l'antenna girava continuamente e faceva riferimento a nord con una bussola di lettura remota . La velocità di rotazione può essere controllata tra 0 e 16 giri / min, oltre a offrire una modalità di puntamento controllata manualmente. L'elevazione potrebbe anche essere regolata manualmente, spostandola dall'orizzonte fornito dal giroscopio, consentendogli di scansionare ad angoli più alti se necessario. Sono stati utilizzati due display, un PPI dal display sperimentale Outfit JE di EMI e un secondo display utilizzato per misurare la portata. Il successivo, sviluppato dal TRE ( Telecommunications Research Establishment ) del Ministero dell'Aeronautica, utilizzava un cursore che consentiva all'operatore di selezionare un "segnale acustico" sul display e leggere l'elevazione e utilizzare la misurazione della distanza per calcolare l'altitudine.
La 277X è stata montata su Saltburn per le prove, nonostante il punto di montaggio anormalmente basso di questa nave a 27 piedi (8,2 m) sopra la linea di galleggiamento. Non c'era alcuna preoccupazione per le prestazioni; il nuovo trasmettitore e il guadagno dell'antenna notevolmente migliorato significavano che il sistema forniva circa 25 volte l'energia del raggio. Per questa installazione, la guida d'onda era lunga circa 100 piedi (30 m), il che in teoria ha comportato perdite di soli 3 dB. In pratica, hanno scoperto che le varie curve e altri effetti portavano a riflessioni e accoppiamenti inefficienti tra il ricevitore e la guida d'onda. Questo non era stato visto sul 277T a causa della sua corsa molto più breve, ma nuovi esperimenti su quei sistemi hanno confermato il problema e sono state sviluppate nuove tecniche per regolare la guida d'onda.
Ci furono due periodi di test principali su Saltburn , il primo dall'8 al 20 aprile 1943 al largo del Lough Foyle , e il secondo dal 2 al 5 maggio al largo dell'isola di Man . Il maltempo è stato un fattore durante entrambi i test, il che ha portato a test meno che soddisfacenti contro gli aerei. Sono stati in grado di dimostrare il rilevamento contro un bombardiere medio a 40 miglia (64 km) sul PPI e il rilevamento dell'altezza a 20 miglia (32 km). Il maltempo ha avuto il vantaggio di dimostrare che il sistema di stabilizzazione funzionava bene.
Digitare 277
Con il progredire dei test del 277X, è stata introdotta una nuova antenna che utilizzava un riflettore in rete metallica anziché in lamiera. Questo Outfit AUK non ha avuto quasi alcun effetto sulle prestazioni, ma era sia più leggero e meno carico di vento. Le versioni di produzione del 277 con AUK iniziarono ad arrivare all'inizio del 1943 e le installazioni furono diffuse a metà del 1943.
Digitare 276
L'idea di base dietro il 276 era quella di utilizzare l'antenna originale 271Q in stile formaggio e un tubo Sutton morbido per consentire al ricevitore e al trasmettitore di condividere un'unica antenna. Ciò ridurrebbe le dimensioni e il peso dell'installazione in cima all'albero. Quando combinato con il nuovo magnetron del 277 e l'uso di una guida d'onda, è stato calcolato che avrebbe offerto quasi esattamente le stesse prestazioni delle antenne paraboliche 273Q molto più grandi, e quindi fornirebbe un eccellente sostituto per il 272 guasto.
Man mano che l'interesse per il rilevamento degli aeromobili cresceva, sono state effettuate alcune stime delle sue prestazioni in questo ruolo. Il guadagno di 180 dell'antenna era molto inferiore a quello del 277 800. Poiché era stato previsto che il 277 avrebbe rilevato un bombardiere leggero a 45 miglia (72 km), questo implicava che il 276 avrebbe fatto lo stesso a circa 21 miglia (34 km). È stato notato che l'antenna originale da 4 piedi (1,2 m) per 10 pollici (250 mm) avrebbe una copertura verticale limitata, il che significa che avrebbe difficoltà a tracciare gli aerei ad altitudini più elevate. Alla fine del 1942, fu apportata una leggera modifica per ridurre la dimensione verticale a 10 pollici (250 mm), allargando il raggio più verticalmente da 10 a 20 gradi a scapito di una certa perdita di guadagno.
Un ulteriore cambiamento, apparentemente banale a posteriori, è stato quello di eliminare il radome cilindrico e sostituirlo con un unico foglio di perspex che sigillava la parte anteriore del formaggio. L'outfit AUJ risultante era significativamente più facile da montare sull'albero di una nave rispetto ai modelli precedenti. Il primo AUJ è stato montato su HMS Tuscan . La guida d'onda su toscano era leggermente più lungo del normale a 70 piedi (21 m), ma qualsiasi perdita di prestazioni è stato compensato da un interruttore ottone a bassa perdita di rame . L'antenna era anche leggermente più vicina al mare, a 63 piedi (19 m).
Durante i test, il 276X è stato in grado di rilevare l' HMS Kempenfelt a 29.000 iarde (27.000 m), effettivamente identiche alle prestazioni del 273Q dalla montatura da 100 piedi (30 m) su King George V , come era stato previsto.
Digitare 293
Il combattimento nel Mediterraneo, soprattutto durante l' invasione alleata della Sicilia e dell'Italia continentale , fu segnato da significativi attacchi aerei da parte di aerei italiani e tedeschi. È stato anche segnato dalle prestazioni relativamente scarse delle artiglierie antiaeree. Per migliorare le loro prestazioni, la Marina divenne sempre più interessata a un radar dedicato al continuo tracciamento della posizione degli aerei a distanza ravvicinata, quando la loro posizione relativa alla nave stava cambiando rapidamente. L'idea era di adattarsi a tutte le navi delle dimensioni di un cacciatorpediniere e più grandi per consentire all'intera task force di operare efficacemente contro gli aerei. Un requisito formale per questo nuovo ruolo "Target Indication", o "TI", fu rilasciato nel dicembre 1942.
Alcuni test contro gli aerei erano stati effettuati usando le antenne paraboliche originali del 273Q su King George V , ma questi erano generalmente insoddisfacenti. Il problema principale era che l'uso di un A-scope convenzionale e di puntamento manuale non consentiva di tracciare continuamente i bersagli con precisione e rendeva molto difficile la ricerca di più velivoli mentre ne seguiva un altro. Un display PPI, che mostrava contemporaneamente tutti gli aerei intorno alla nave, ha offerto un grande miglioramento. Ulteriori test utilizzando un display PPI sul ponte dell'HMS Rother furono effettuati nel luglio 1943.
Il problema principale con l'utilizzo dei sistemi esistenti per il tracciamento degli aerei era che le nuove antenne paraboliche avevano fasci molto stretti che non erano adatti per la scansione continua agli angoli alti desiderati dal ruolo TI, fino a 70 gradi sopra la nave. Un fascio a forma di ventaglio come quello generato dalle antenne originali 271 o nuove 276 per formaggio sarebbe molto più adatto. È stata sviluppata una nuova antenna, Outfit AUR, che era leggermente più grande delle 276, larga 1,8 m (6 piedi) e alta solo 4 pollici (100 mm). Una tale installazione, che combina l'elettronica del 277 con l'antenna AUR, sarebbe nota come Tipo 293.
Per navi più grandi con spazio sufficiente per montare più di un'antenna radar, è possibile montare sia l'AUJ parabolico che il formaggio AUR. L'elettronica potrebbe quindi passare dall'una all'altra secondo necessità. Per le scorte molto più piccole prive di armi antiaeree a lungo raggio, non era comunque necessario alcun radar TI. Ciò ha lasciato un problema per cacciatorpediniere e piccoli incrociatori ; a queste navi mancava lo spazio per montare sia l'AUJ per la ricerca in superficie che l'AUR per TI, e avrebbero dovuto accontentarsi dell'uno o dell'altro. Man mano che il ruolo di TI ha acquisito importanza, è stato pianificato di utilizzare l'AUR e farlo agire in entrambi i ruoli. Il montaggio è stato progettato in modo che le antenne 293 o 276 potessero essere facilmente sostituite.
Per testare le prestazioni del sistema nel ruolo di superficie, il primo Tipo 293X è stato montato sull'HMS Janus . Questo era collegato alla cabina dell'operatore tramite una guida d'onda in ottone lunga 67 piedi (20 m). Questo è stato testato tra il 27 agosto e il 4 settembre 1943 nell'area di Pentland Firth .
Per il ruolo di avvertimento di superficie, Janus ha eseguito test contro HMS Obedient che fungeva da bersaglio. Il 293 poteva rilevare Obedient solo a 24.000 iarde (22.000 m), una distanza alla quale solo i 4 piedi (1,2 m) inferiori del suo scafo erano ancora al di sotto dell'orizzonte radar. In confronto, il 273Q aveva dimostrato la capacità di rilevare un cacciatorpediniere quando solo le parti superiori del suo albero erano sopra l'orizzonte e il 276 avrebbe dovuto fornire una portata simile. Ciò significava che il 293 era piuttosto limitato in questo ruolo secondario.
Outfit AQR
Le prestazioni meno che soddisfacenti del 293X nel ruolo di superficie hanno portato a una rivalutazione dell'idea di montare il 293 sui cacciatorpediniere. A questo punto il 276 era in uso in produzione e aveva dimostrato prestazioni molto migliori contro gli aerei rispetto al 293, sebbene le sue prestazioni fossero diminuite contro bersagli che volavano oltre 8.000 piedi di altitudine, come ci si aspetterebbe dal suo modello di trasmissione.
Ciò ha portato alla decisione di tornare all'antenna a formaggio 271Q originale per il 276, invece del design compresso ad angolo più alto. Questo è stato migliorato da una piccola ma importante modifica; invece di posizionare l'antenna in un radome, il sistema era protetto semplicemente coprendo la parte anteriore del formaggio con una lastra di perspex, come nel caso del 293. A questo punto diversi cacciatorpediniere avevano ricevuto il 293, e dall'autunno 1943 questi sono stati sostituiti con i 276 quando sono entrati per manutenzione.
Tutti questi test suggerivano che fosse possibile un radar TI / di superficie combinato, ma l'antenna avrebbe dovuto avere circa tre volte il guadagno dell'antenna AUR originale. Ciò ha portato a un altro nuovo design dell'antenna, la Outfit AQR, che era più grande a 8 piedi (2,4 m) di larghezza e 7,5 pollici (190 mm) di altezza. In contrasto con i progetti precedenti che utilizzavano la sagomatura del riflettore per produrre il fascio focalizzato, l'AQR utilizzava un riflettore rettangolare costituito da una grande barra di metallo nella parte superiore e inferiore del rettangolo e quattro barre più piccole che correvano parallele ad esse formando il corpo del riflettore . Ciò significava che aveva un carico di vento molto inferiore rispetto ai precedenti modelli solidi, quindi le sue dimensioni maggiori non sovraccaricano il montaggio. La messa a fuoco del raggio era ora fornita dalla tromba di alimentazione invece della sagomatura del riflettore. Ciò ha fornito un guadagno di circa 220, molto maggiore dell'AUJ del 276. Quando gli AQR di produzione arrivarono finalmente nel 1945, l'AUJ fu dichiarato obsoleto e sostituito con l'AQR.
Una versione ancora più grande dell'AQR, Outfit ANS, era in fase di sviluppo per gli incrociatori, ma non fu montata fino al dopoguerra. Conosciuto come Tipo 293Q, è stato in grado di rilevare qualsiasi velivolo a 18 miglia (29 km) di distanza a qualsiasi altitudine dall'orizzonte a 35.000 piedi.
Ulteriori test
Nel marzo 1944, il 277 a bordo della nave di scorta HMS Campania fu utilizzato in una serie di test contro il velivolo Fairey Fulmar della nave . La Campania trasportava anche il vecchio radar Tipo 281 per l'avvertimento aereo, che consentiva ai due di effettuare misurazioni comparative. Un problema con il 281 era che non offriva misurazioni dell'altitudine, quindi una serie di esperimenti iniziò a utilizzare il 281 per il monitoraggio e il 277 per la ricerca dell'altezza. Per fare ciò, il 277 è stato bloccato in azimut e quindi ruotato manualmente attraverso l'elevazione per massimizzare il segnale. L'angolo è stato quindi utilizzato per calcolare l'altitudine.
Come parte di questi test, una quantità significativa di attenzione è stata prestata alle capacità di rilevamento del 277. Ciò ha portato a una serie di grafici di probabilità che hanno dimostrato che il rilevamento era approssimativamente lineare con la portata per un obiettivo di media altitudine a 2.000 piedi di altitudine, dal 100 percento a distanze inferiori a 5 miglia nautiche (9,3 km; 5,8 mi) a circa l'80% a 10 miglia nautiche (19 km; 12 mi), a circa zero a 40 miglia nautiche (74 km; 46 mi).
Poiché il Tipo 276 e il Tipo 293 utilizzavano la stessa montatura a 10 giri / min a velocità fissa, non era stato possibile eseguire test significativi della sua capacità di rilevare gli aerei. La Campania ha ora rivolto la sua attenzione alla questione della migliore velocità di scansione, eseguendo una serie di corse a 10 e 16 giri / min, e ad una varietà di velocità molto più basse utilizzando il controllo della velocità variabile. Questi hanno rivelato che non vi era alcun effetto evidente sulla probabilità di rilevamento durante il funzionamento a velocità inferiori tra 2,25 e 2,5 giri / min.
La priorità per la 277 è stata data alle navi più grandi, dove l'incremento delle prestazioni è stato ben accetto, mentre il 271Q sulle scorte si è già comportato adeguatamente. Alla fine del 1944, la Marina venne a conoscenza degli sforzi tedeschi per adattare lo Schnorkel alla loro flotta di sottomarini . Ciò ha portato alla priorità dei 277 per le scorte di contrastare questa minaccia.
Nel settembre 1944, la corvetta HMCS Copper Cliff fu equipaggiata con l'AUJ nella parte superiore del suo albero di 65 piedi (20 m), piuttosto che nella posizione tipica sul ponte. Questo ha dato un orizzonte radar di 9,5 miglia (15,3 km). Nei test nel Firth of Clyde e nel Canale del Nord , Copper Cliff è stato in grado di rilevare in modo affidabile un sottomarino in superficie a 18 km (11 miglia) quando era visibile solo una parte della torre di comando. Contro uno Schnorkel , che era alto solo 3 piedi (0,91 m), la portata era ridotta a circa 5,5 miglia (8,9 km) e quando si avvicinava alla superficie si perdeva nel disordine radar delle onde.
Modelli P e Q.
Sebbene il 277 incorporasse molti dei progressi disponibili quando fu progettato nel 1943, nel 1944 ulteriori progressi avevano introdotto nuovi sistemi che erano altamente desiderabili. Tra questi c'era un nuovo rilevatore di cristalli combinato con l'interruttore del tubo Sutton che poteva essere montato direttamente sulla guida d'onda invece di aver bisogno di un cavo coassiale per collegare l'interruttore alla guida d'onda. Ciò ha eliminato la necessità di regolare costantemente il sistema per ottenere le migliori prestazioni. Un altro cambiamento è stato quello di passare dallo standard di inizio guerra della frequenza intermedia di 60 MHz a una nuova striscia di ricezione funzionante a 13,5 MHz. Queste modifiche hanno ridotto il rumore del sistema di ricezione di circa 2 dB.
Inoltre, sono stati aggiunti nuovi sistemi anti-jamming. Questo consisteva in un terzo stadio nel ricevitore IF che poteva opzionalmente essere attivato se si vedevano disturbi. Ciò ha ridotto la larghezza di banda del ricevitore a 0,5 MHz, filtrando i segnali a banda larga. Sono state aggiunte disposizioni per ulteriori filtri da aggiungere in futuro, se necessario.
A questo punto la configurazione dell'apparecchiatura originale 271, in gran parte mantenuta per 277, era stata ripetutamente ampliata con l'aggiunta di nuovi display ripetitori. C'era anche una forte volontà di razionalizzare tutti i collegamenti, che si è rivelato un problema di continua manutenzione. Un nuovo set di pannelli radar per ufficio è stato progettato per incorporare tutti questi cambiamenti, che hanno portato al 277P e al 293P.
Le unità di produzione sarebbero state disponibili a metà del 1945, ma alla fine del 1944 era in corso un grande sforzo per eseguire importanti manutenzioni su molte delle principali unità della flotta in preparazione per il loro passaggio al teatro del Pacifico. Per equipaggiare queste unità, il Progetto Bubbly fu lanciato come una produzione di "emergenza limitata" e la corazzata HMS Anson ricevette la prima unità nel marzo 1945. I kit di conversione furono spediti per queste navi che erano già partite per l'Estremo Oriente.
Poiché gli attacchi aerei contro le navi erano stati una caratteristica significativa della guerra del Pacifico, c'era anche il desiderio di migliorare ulteriormente le prestazioni del 277 e del 293. A questo punto un certo numero di navi era stato equipaggiato per il nuovo ruolo di "Fighter Direction", comandare operazioni di aeromobili su vasta area. Per questo ruolo anche il 277P aveva una portata troppo corta, ed è stato progettato un nuovo riflettore di 8 piedi (2,4 m) di diametro, tagliato a 6 piedi (1,8 m) di larghezza. Per ridurre il disordine, questo radar utilizzava la polarizzazione verticale, che si allontanava dalle onde e riduceva il segnale riflesso.
Il sistema risultante, il Tipo 277Q, è arrivato troppo tardi per il Progetto Bubbly e non ha visto il servizio fino all'era del dopoguerra. Nei test a bordo della HMS Illustrious nel marzo 1947, 277Q ha fornito un rilevamento affidabile nel ruolo TI fino a 137 km (85 miglia) e l'altezza fino a 89 km (55 miglia), miglioramenti drammatici sul 293. Il sistema è stato estremamente efficace ed è rimasto in servizio per molti anni.
Radar di direzione del combattente
Le operazioni nel Mediterraneo hanno dimostrato la necessità di coordinare meglio le operazioni degli aerei da caccia per contrattaccare con successo le flotte aeree tedesche e italiane. Nel 1942, furono effettuati alcuni esperimenti adattando un display PPI con uno skiatron per produrre un display simile a una mappa di lunga durata per il Tipo 281. Il display si dimostrò di successo, ma il 281 mancava di risoluzione ed era soggetto a forti ritorni da qualsiasi vicino terra che inonderebbe il display.
I test del 277T alla fine del 1942 furono estremamente promettenti e più tardi quell'anno fu emesso un requisito di personale per un radar dedicato alla direzione del caccia, o FD. Il progetto doveva essere in grado di rilevare qualsiasi aeromobile con una portata superiore a 35.000 piedi e 80 miglia (130 km) e offrire anche un rilevamento dell'altezza con una precisione di 1.000 piedi tra 40 e 80 miglia e una precisione di 500 piedi sotto la gamma di 40 miglia. Si era capito che per ottenere le prestazioni richieste sarebbe stato necessario un sistema di antenna grande, pesante e completamente stabilizzato, e quindi sarebbe stato trasportato solo da vettori e navi da caccia dedicate.
I calcoli iniziali hanno mostrato che un'antenna di tipo formaggio di 12 piedi (3,7 m) di larghezza con uno spazio di 17 pollici (430 mm) tra la parte superiore e quella inferiore potrebbe fornire lo stesso guadagno della parabola del 277. Era stato stimato che il 277 avrebbe avuto un'autonomia di circa 45 miglia (72 km) contro gli aerei, quindi questo significava che c'era un altro raddoppio della portata richiesta per soddisfare il requisito. Per colmare il divario di prestazioni, è stato pianificato di utilizzare un magnetron funzionante a 2 MW e con una lunghezza di impulso più lunga di 5 us, producendo così una potenza dieci volte superiore rispetto ai sistemi esistenti.
Poiché il requisito del personale richiedeva il rilevamento dell'altezza mentre il sistema continuava a spazzare, sarebbe stato necessario un sistema di rilevamento dell'altezza completamente separato. Si trattava di un concetto relativamente nuovo, ma è stata rapidamente sviluppata una soluzione. Una seconda antenna di sola ricezione dovrebbe essere montata sopra l'antenna principale del formaggio. Inserendo quattro feedhorn nella guida d'onda davanti al riflettore, si svilupperebbe un modello di ricezione con più lobi verticali impilati. Ciò ha richiesto lo sviluppo di una nuova guida d'onda con quattro giunti rotanti.
Al nuovo sistema è stato dato il nome di Tipo 295 e, se l'attrezzatura era disponibile prima del nuovo magnetron, è stato anche specificato un Tipo 294 provvisorio che utilizza il magnetron di Tipo 277 esistente. Nel 1944 fu chiaro che il sistema di rilevamento dell'altezza non funzionava come previsto, il che sospese entrambi i piani. Era anche chiaro che il magnetron da 2 MW non sarebbe stato disponibile in tempo per equipaggiare l' HMS Eagle , che era allora in costruzione ad Harland e Wolff .
Poiché entrambi i progetti si basavano sul cercatore di altezza multi-lobo, e questo sembrava essere un concetto impraticabile, la Marina ha emesso nuovi requisiti utilizzando magnetroni di tipo 277 in radar PPI e rilevatori di altezza separati. Questi sono diventati rispettivamente il Tipo 980 e 291. Anche questi si sono rivelati problematici e alla fine sono entrati in servizio come Tipo 982 e Tipo 983.
Altri usi
Le unità della Marina hanno guidato lo sviluppo di grandi radar basati su magnetron durante l'intero periodo di guerra, superando gli sviluppi fatti dall'aviazione e dall'esercito. Per questo motivo, molti radar terrestri della fine della guerra utilizzati da entrambe le forze erano versioni di equipaggiamento della Marina con poche modifiche necessarie. Questo era vero per il Tipo 277, che costituiva la base di una serie di sistemi radar terrestri.
CD Mark VI
Quando i test del 277T iniziarono a dare risultati eccellenti, l' esercito britannico lo adottò, quasi senza modifiche, come Radar, Coast Defense, Number 1, Mark VI o CD No.1 Mk. VI in breve. I radar CD venivano usati per cercare navi nel Canale della Manica e per questo ruolo dovevano essere in grado di scansionare vicino alla superficie. I primi set di CD erano basati sulla comune elettronica da 1,5 m ampiamente utilizzata sia dall'esercito che dalla RAF, ma avevano una precisione relativamente bassa. Erano passati alla 271P come Mark IV e alla 271 come Mark V, e ora hanno adottato la 277T come Mark VI. Con il passaggio al 277, l'accuratezza è stata sufficiente per individuare le singole E-boat mentre lasciavano la costa francese.
AMES tipo 50
Quando l'esercito introdusse i suoi primi radar per la difesa costiera, il ministero dell'Aeronautica ne prese alcuni e li pose su alte torri in modo che potessero vedere gli aerei a bassa quota. Queste installazioni divennero i sistemi Chain Home Low , in grado di rilevare aeromobili fino a 500 piedi a distanze che consentivano di organizzare le intercettazioni. A questi è stato dato il nome ufficiale AMES Type 2, sebbene questo nome fosse usato raramente nella pratica.
Quando l'esercito spostò il CD sul 271P, la RAF fece lo stesso, riferendosi a loro ufficialmente come AMES Type 30, con una serie di tali sistemi dati diversi numeri di tipo in base alle differenze dei loro sistemi di montaggio. Quando il 271P cedette il passo al 271Q, i nuovi sistemi furono distribuiti con il nome di Tipo 40, ea loro volta diventarono di Tipo 50 quando passarono al 277. I sistemi furono chiamati genericamente Chain Home Extra Low (CHEL).
L'AMES Type 50 era essenzialmente identico al 277T, utilizzando un riflettore di formaggio che era stato utilizzato sul prototipo. Il Tipo 52 è passato a riflettori parabolici per prestazioni aggiuntive. Ciò ha prodotto una serie di progetti con riflettori di 10 piedi (3,0 m) di diametro, tipi da 52 a 56, che differivano esclusivamente per il loro sistema di montaggio. Per confondere le cose, uno qualsiasi di questi può essere indicato come CHEL.
CHEL e CD erano spesso lo stesso sistema, semplicemente due nomi per la stessa installazione a seconda di chi si riferiva ad essa, Army o Air Force. Per confondere ulteriormente le cose, se il radar si trovava vicino a un sito di artiglieria costiera , l'esercito si riferiva ad esso come radar, artiglieria costiera o CA in breve.
AMES tipo 13 e 14
Nel 1941, la Royal Air Force (RAF) iniziò a introdurre un nuovo sistema radar terrestre noto come AMES Type 7 . Durante il servizio, è diventato chiaro che la precisione del sistema di commutazione dei lobi del Tipo 7 per la misurazione dell'altezza non era ottimale e il suo utilizzo richiedeva anche che la potenza del trasmettitore fosse divisa a metà e quindi la portata ridotta quando utilizzata. È stato sviluppato un requisito per un rilevatore di altezza dedicato, che è emerso come AMES Tipo 13 , a volte noto come "Altezza centimetrica" o "CMH". Poiché gli esperimenti con il 277T si stavano dimostrando di grande successo, fu presa la decisione di utilizzarlo come base per il Tipo 13.
La principale differenza tra il Tipo 13 e il 277 era l'antenna. Per il ruolo di rilevamento dell'altezza l'obiettivo è di avere un raggio stretto verticalmente e largo orizzontalmente, l'opposto di quello è desiderato per un display PPI. Questo può essere facilmente ottenuto utilizzando un'antenna a forma di formaggio, ruotata in modo che l'asse lungo sia verticale. Il Tipo 13 utilizzava un enorme formaggio di 6,1 m di altezza per 460 mm di larghezza. Il sistema era così grande da essere strutturalmente instabile, quindi è stato costruito come due unità affiancate collegate, alimentate da una guida d'onda con due trombe di alimentazione, una per ogni lato.
Quando il Tipo 13 stava iniziando ad entrare in produzione, la RAF stava discutendo sull'introduzione del sistema Window per bloccare i radar tedeschi. Il RAF Fighter Command pensava che i tedeschi avrebbero rapidamente creato la propria finestra e l'avrebbero usata contro i radar della RAF da 1,5 m, come il Tipo 7. In risposta, la produzione del Tipo 13 fu reindirizzata al Tipo 14, che era essenzialmente un Tipo 13 girato su un lato , tornando a un layout orizzontale come il CD e i CHEL. Ciò gli ha permesso di scansionare l'orizzonte invece che su e giù, producendo un display PPI.
Quando l'attenzione è tornata al Tipo 13, i test hanno dimostrato prestazioni deludenti. Le unità esistenti sono state utilizzate come unità PPI disattivando il sistema "annuendo" e ruotandolo manualmente per scansionare l'orizzonte. Furono apportati diversi miglioramenti, ma il sistema non fu veramente soddisfacente fino al Mark V, introdotto nel dopoguerra. Il Mark V utilizzava un'antenna completamente nuova costituita da un riflettore cilindrico costituito da tubi metallici verticali. Quando combinato con un Tipo 14, il sistema a due unità era noto come Tipo 21.
Descrizione
Questa descrizione si basa sul modello di produzione 277, con differenze tra i modelli annotate come richiesto.
Disposizione dell'antenna
Il sistema di antenna standard per il 277 consisteva in un'antenna parabolica a rete metallica, di 4,5 piedi (1,4 m) di diametro. Il segnale è stato inviato da e verso l'antenna utilizzando una guida d'onda che misurava il diametro della parabola, correndo verticalmente sulla parte anteriore. Ciò gli ha permesso di essere saldamente montato nella parte superiore e inferiore del riflettore stesso, piuttosto che necessitare di una struttura di supporto separata. Il sistema aveva un guadagno complessivo di 800, sebbene la parabola successiva utilizzata sul 277Q lo aumentasse a 1750 e l'antenna per formaggio più piccola sul 276 lo ridusse a 180.
Il gruppo è stato montato in un supporto a forcella collegato al riflettore agli estremi sinistro e destro. Il motore di azionamento per la stabilizzazione verticale era sul braccio sinistro della forcella, visto dalla parte anteriore. Un giunto rotante per la guida d'onda era situato sul lato destro e il segnale è stato inviato da questa posizione alla guida d'onda principale e al corno di alimentazione con un breve tratto di tubo che va dal giunto alla parte superiore del riflettore. L'altro lato del giunto portava a una guida d'onda che attraversava la forcella fino al fondo della montatura, dove un secondo giunto rotante conduceva alla cabina del radar.
Elettronica
L'elettronica del 277 era all'avanguardia per il 1944, avendo introdotto diversi nuovi sistemi per migliorare le prestazioni rispetto al 271. In particolare, i cristalli del rivelatore di fabbricazione statunitense migliorarono il rumore del ricevitore da 14 a 16 dB, mentre il 271 era di circa 2 dB più alto.
L'intero sistema di apparecchiature è stato confezionato in modo simile ai successivi modelli 271P e Q, costituito da un unico armadio con due grandi scatole in basso e al centro e un'unità molto più piccola nella parte superiore. L'unità più bassa era l'alimentatore e il sistema di formazione degli impulsi, con il ricevitore e il display al centro e il sintonizzatore in alto.
Display e interpretazione
Il 277 utilizzava un indicatore di posizione in pianta per il suo display principale, basato su un grande tubo catodico (CTR) da 9 pollici (230 mm) di grandi dimensioni (per l'epoca ). Su un PPI, un generatore di base dei tempi tira il raggio dal centro del tubo alla sua circonferenza esterna nello stesso tempo in cui impiega un segnale radar per viaggiare alla sua massima distanza e viceversa. Il segnale di ritorno amplificato controlla la luminosità del raggio, provocando forti riflessioni per produrre un "blip" sul display.
Quando l'antenna ruotava, un sistema meccanico ruotava il display alla stessa velocità, riferita al nord magnetico . Ciò significava che i riflessi a determinati angoli rispetto alla nave apparivano in quella posizione sul display, rispetto al nord. Poiché il raggio aveva una larghezza finita, i "blip" risultanti erano archi corti, non singoli punti. A causa della tempistica del movimento del raggio, la distanza del blip dal centro del display ha rivelato la distanza del bersaglio.
Appunti
Riferimenti
Citazioni
Bibliografia
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