Radar type 277 - Type 277 radar
 Antenne Type 277 sur HMS Swiftsure
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| Pays d'origine | Royaume-Uni |
|---|---|
| Introduit | 1943 |
| Taper | Recherche à la surface de la mer, alerte rapide |
| La fréquence | 2950 ± 50 MHz (bande S) |
| PRF | 500 Hz |
| Largeur du faisceau | 6.2º |
| Largeur d'impulsion | 1,8 ou 0,7 µs |
| RPM | 0 à 16 tr / min |
| Varier | 1 à 11 NM (1,9 à 20,4 km) |
| Diamètre | 4,5 pi (1,4 m) |
| Azimut | 360º |
| Précision | ~ 2º, portée de 250 mètres |
| Puissance | 500 kW |
| Autres noms | Type 276, 293 |
| En rapport | Type 271/2/3, 294/5, 980 à 984, CD n ° 1 Mk. VI, AMES Type 50 à 56 |
Le Type 277 était un radar de recherche de surface et d' alerte précoce pour aéronefs secondaires utilisé par la Royal Navy et ses alliés pendant la Seconde Guerre mondiale et l'après-guerre. Il s'agissait d'une mise à jour majeure de l'ancien radar Type 271 , offrant beaucoup plus de puissance, un meilleur traitement du signal, de nouveaux écrans et de nouvelles antennes avec des performances considérablement améliorées et des exigences de montage beaucoup plus simples. Il permettait à un radar avec des performances que l'on ne trouvait auparavant que sur les croiseurs et les cuirassés d'être installé même sur les plus petites corvettes . Il a commencé à remplacer le 271 en 1943 et s'est généralisé à la fin de l'année.
Le Type 271 a été l'un des premiers radars hyperfréquences à entrer en service, lorsque la conception de l'électronique hyperfréquence n'en était qu'à ses débuts. Alors qu'il était encore en cours de montage pour escorter les navires en 1941 et 1942, de grands progrès techniques ont été réalisés dans le magnétron à cavité , le guide d'ondes , la conception d' antennes et l'électronique générale. Ces mises à niveau qui pouvaient être facilement combinées avec les systèmes existants sont devenues les modèles 271 Mark IV, tandis que celles qui nécessitaient plus de temps pour se développer étaient à l'origine connues sous le nom de Mark V. Compte tenu de l'ampleur des changements, en mars 1943, les Mark V ont été renommés Série 277.
Le 277 utilisait un magnétron de 500 kW, comparé aux 5 kW du 271, ajoutait une antenne à gain beaucoup plus élevé stabilisée en hauteur, remplaçait les signaux du câble coaxial par un guide d'ondes et ajoutait un système d' indicateur de position en plan (PPI) avec plusieurs télécommandes. s'affiche. Alors que le 271 offrait des performances à environ 3 miles (4,8 km) contre un U-boot et devait communiquer avec les commandants par tube vocal , le 277 n'était limité que par l' horizon radar et pouvait être lu directement sur le pont sur les plus gros navires.
Le 277 a engendré plusieurs versions modifiées, y compris le Type 276 pour les destroyers et le Type 293 pour l'alerte aérienne dédiée. Celles-ci étaient si puissantes qu'elles ont été adaptées pour d'autres rôles par l' armée britannique pour l' observation des côtes et le repérage d'artillerie, et la Royal Air Force en tant que Chain Home Extra Low pour contrer les avions allemands attaquant à très basse altitude. Les améliorations apportées à l'électronique se sont poursuivies, menant aux modèles P et Q qui sont arrivés en 1945. Les modèles Q sont restés en service jusque dans les années 1950.
Histoire
Type 271
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Le type 271 a été l' un des premiers micro - ondes radars -Fréquence au service de la portée, le premier exemple d' entrer dans Mars 1941 essais et d' être déclaré opérationnel en mai. A cette époque, tout le domaine des micro-ondes en était à ses débuts, le magnétron à cavité requis et les détecteurs à cristal scellés ayant été développés seulement un an plus tôt. Néanmoins, le 271 s'est avéré être un appareil extrêmement utile, suffisamment petit pour s'adapter aux corvettes et ayant une résolution optique suffisante pour détecter un U-boot à environ 3 miles (4,8 km).
Le Type 271 original était destiné aux petits navires où l'antenne pouvait être placée directement sur le dessus du pont. L'opérateur a fait pivoter manuellement l'antenne d'avant en arrière à l'aide d'un volant relié à un arbre traversant le toit. Le Type 272 a remplacé l'arbre par un câble Bowden et mis à jour l'électronique pour lui permettre d'envoyer ses données à travers jusqu'à 40 pieds (12 m) de câble coaxial , destiné à permettre à l'antenne d'être montée sur le mât de taille moyenne navires comme des destroyers . En pratique, le 272 a été considéré comme un échec.
Le Type 273 était similaire au 272, mais a remplacé l'antenne «fromage» d'origine par un réflecteur parabolique beaucoup plus grand avec un gain d'antenne beaucoup plus élevé , plus que compensant les pertes dans le câble. Parce que ce style d'antenne avait un faisceau de crayon plutôt que le faisceau en forme d'éventail de l'antenne de type fromage, afin de le maintenir orienté vers l'horizon lorsque le navire tanguait et roulait, il devait être stabilisé mécaniquement à l'aide d'une plate-forme gyroscopique . Cette version était destinée aux plus gros navires comme les croiseurs et les cuirassés qui avaient amplement d'espace sur leur mât pour installer une antenne plus grande. Celles-ci se sont avérées extrêmement réussies et des versions non stabilisées ont été rapidement reprises par l' armée britannique pour la défense côtière.
Modèles Q
Pendant l'installation de la majeure partie des 271 unités, de grands progrès ont été réalisés dans l'électronique liée à l'utilisation des micro-ondes. Les détecteurs à cristal, élément clé nécessaire aux récepteurs micro-ondes pratiques, étaient constamment améliorés. Les nouveaux modèles arrivés des États-Unis étaient à la fois plus robustes que les premiers modèles britanniques et avaient beaucoup moins de bruit électronique, d'environ 20 dB des premiers modèles utilisés dans les 271 prototypes, à aussi peu que 14 dB en 1943. Le magnétron a subi plusieurs des améliorations rapides des niveaux de puissance, d'abord dans la gamme des 100 kW, et en 1943 commençait à approcher 1 MW. Ces deux améliorations offraient à elles seules la possibilité d'augmenter considérablement la portée d'un système radar.
Au cours de la même période, l'art de la conception des guides d' ondes et des cornes d'alimentation s'améliorait rapidement, remplaçant les anciens câbles coaxiaux et les antennes dipôles qui avaient des pertes importantes aux fréquences micro-ondes. La conception des réflecteurs et les supports stabilisés nécessaires pour les orienter avec précision s'amélioraient également. Une avancée clé a été le tube doux Sutton qui a permis d'utiliser une seule antenne pour la diffusion et la réception. Enfin, de nouveaux concepts de traitement du signal permettaient la construction des premiers systèmes de verrouillage radar , qui permettaient à un radar de suivre automatiquement une cible avec des précisions bien au-delà de ce qu'un opérateur humain pouvait réaliser.
Après réflexion, il a été décidé de regrouper plusieurs des améliorations les plus simples dans un nouveau design, les modèles «Q», également connus sous le nom de Mark IV. Ceux-ci utiliseraient les nouveaux magnétrons CV56 à 70 kW avec un nouveau système de guide d'ondes pour alimenter les antennes. Après des changements mineurs à la suite de tests sur le terrain, les premiers modèles de production Q ont été installés en mai 1942 et avaient largement remplacé les modèles précédents à la fin de 1943.
Mark V
Les principaux problèmes avec le 271 étant résolus par les modèles Q, un problème majeur restait. Le Type 272, la version à lecture à distance du 271 original, était généralement considéré comme un échec. L'unité est restée difficile à monter et la longue distance entre elle et l'électronique du récepteur a conduit à de mauvaises performances.
L'introduction du tube souple Sutton a permis d'utiliser une seule antenne pour la transmission et la réception, ce qui a été considéré comme un moyen de résoudre ce problème. Le poids inférieur d'une seule antenne permettrait d'utiliser un réflecteur plus grand, compensant les pertes dans la connexion longue de la même manière que la 273. De plus, comme le concept de guide d'ondes était mieux compris, il est devenu possible de construire un guide d'ondes avec un joint tournant. Cela permettrait au câble coaxial d'être remplacé par un guide d'ondes, ce qui permettrait à la fois une rotation de 360 degrés et de réduire considérablement les pertes de signal.
Finalement, la décision a été prise de passer à deux nouvelles conceptions d'antenne. On utiliserait le réflecteur de 4,5 pieds (1,4 m) des versions de défense côtière de l'armée du 271, améliorant encore le gain par rapport aux 3 pieds (0,91 m) 273. Comme il n'y avait qu'une seule de ces "paraboles", cela pourrait être monté sur une ferrure stabilisée même sur le toit des plus petites escortes. Cela devint connu sous le nom de Type 271 Mark V. Une deuxième version, conservant l'antenne originale de type fromage, serait placée dans un nouveau boîtier et deviendrait le Type 272 Mark V pour destroyers. Le poids léger de cette antenne lui a permis d'être montée même sur un mât relativement petit. Aucun 273 séparé ne serait nécessaire, le plus grand 271 Mark V pourrait également être utilisé sur des navires plus grands qui avaient déjà la place pour le monter. Bien que le 272 Mark V ait une antenne plus petite, le nouveau magnétron augmenterait tellement sa puissance que ses performances devraient au moins correspondre à celles du 273Q d'origine.
Système prototype
Le principal problème avec l'adaptation du nouveau magnétron était que sa puissance de 500 kW nécessitait une alimentation électrique de 1 MW. Cela nécessitait une nouvelle conception utilisant un modulateur de ligne de décharge de conception beaucoup plus robuste, car il atteignait non seulement une puissance de crête plus élevée, mais sa puissance continue était en moyenne de 1 kW.
Pour tester le système dans son ensemble, une version expérimentale du nouveau système, le Type 273S Mark V, a été construite au cours de l'été 1942. Il s'agissait d'une cabine d'opération montée sur un chariot de canon qui lui permettait de tourner. Au-dessus de la cabine se trouvait une antenne composée d'un seul réflecteur de type fromage alimenté par un guide d'ondes élargi à 15 pieds sur 2,5 (4,57 sur 0,76 m). Cela a été testé sur le rivage près de RAF Ventnor .
Pendant cette période, la Marine a introduit le radar de type 281 pour l'alerte aérienne sur les plus gros navires. Ce système de longueur d'onde métrique était monté relativement bas sur les navires et avait donc un horizon radar limité. Les aéronefs ne devenaient visibles au radar qu'à 64 km (40 milles) s'ils volaient au-dessus de 4 000 pieds d'altitude, et il y avait un fort désir de «combler le vide» en dessous de cette altitude. Les nouveaux Mark V ont suscité un intérêt considérable et la possibilité de les adapter à ce rôle secondaire.
Pour tester ce concept, le 273S a été encore modifié avec l'ajout d'un récepteur IFF Mark III séparé sur le dessus du fromage. Son antenne consistait en une série de poteaux verticaux montés le long du dos du fromage, avec un filet métallique suspendu aux poteaux pour former une deuxième section cylindrique. Une antenne Yagi standard à deux éléments était positionnée devant le réflecteur.
Après modification, il a été transporté sur un site d'essai de l'armée dans le nord du Pays de Galles à Great Orme , à environ 460 pieds au-dessus du niveau de la mer. Lors d'essais entre décembre 1942 et février 1943, il a démontré sa capacité à détecter un Bristol Beaufighter à 130 km (80 miles) en volant à 8 000 pieds d'altitude. À cette altitude, l'horizon radar était d'environ 110 miles (180 km), donc c'était une excellente performance. C'était quand il était tourné manuellement à la mode A-scope , on s'attendait à ce que cela soit réduit à peut-être 60 miles (97 km) dans un système PPI tournant à 2 à 4 tr / min.
Type 277T
En mars 1943, lors d'un exercice de changement de nom, les 271 et 272 Mark V deviennent respectivement les Type 277 et Type 276. Dans le même temps, le 273S Mark V a été renommé 277T.
La performance à Orne était si impressionnante que le 277T a été commandé en production chez Allen West & Co., Metrovick et la Marconi Company pour que l'armée et la Royal Air Force (RAF) l'utilisent comme Chain Home Extra Low (CHEL). Le premier modèle de série est arrivé en mars 1943 et mis en service à Capel-le-Ferne , Douvres. Cela s'est avéré extrêmement efficace contre les raiders «tip-n-run» Focke-Wulf FW 190 qui avaient causé tant de problèmes pendant cette période. Le 277T a pu les détecter peu de temps après leur passage sur le littoral français. Le système a été en mesure de fournir une alerte aérienne de l'attaque imminente de l' école Ashford en mars 1943, sauvant la vie des élèves de l'école des filles.
Le type 277S (pour le statique, comme pour le non-mobile) présentait une amélioration supplémentaire du système de montage, remplaçant la remorque du pistolet par un chariot conçu sur mesure. Ceux-ci ont commencé à arriver au milieu de 1943, le premier étant envoyé à Sæból, en Islande . Certaines unités ont été envoyées sur le continent lors des débarquements du jour J.
Type 277X
Alors que le 277T testait les performances générales de l'électronique, des progrès étaient réalisés sur la version navale du système d'antenne sur un système unique connu sous le nom de 277X. Le nouveau plat de 4,5 pieds a été fait de tôle pressée et monté dans un support de joug (ou fourche). L'axe d'élévation de la fourche avait un moteur sur l'un des roulements pour assurer une stabilisation verticale. Un gyroscope au moteur a fourni la référence d'horizon. Le guide d'ondes était fixé au palier opposé au moteur vertical, montant et passant sur le dessus du réflecteur, puis tout droit vers l'avant de celui-ci avec un trou au milieu pour fournir le cornet d'alimentation. Le fait d'avoir le guide d'ondes sur toute la face signifiait qu'il pouvait être connecté au réflecteur en haut et en bas, offrant un excellent support mécanique.
Aucune stabilisation horizontale n'était requise car l'antenne tournait continuellement et était référencée au nord avec un compas de lecture à distance . La vitesse de rotation pourrait être contrôlée entre 0 et 16 tr / min, tout en offrant un mode de pointage contrôlé manuellement. L'élévation peut également être ajustée à la main, le déplaçant de l'horizon fourni par le gyroscope, lui permettant de scanner à des angles plus élevés si nécessaire. Deux affichages ont été utilisés, un PPI de l'affichage expérimental Outfit JE d' EMI et un deuxième affichage utilisé pour mesurer la portée. Ce dernier, développé par le Telecommunications Research Establishment (TRE) du ministère de l'Air, utilisait un curseur qui permettait à l'opérateur de sélectionner un «blip» sur l'écran et de lire l'élévation et d'utiliser la mesure de distance pour résoudre l'altitude.
Le 277X a été monté à Saltburn pour des essais, malgré le point de montage anormalement bas de ce navire à 27 pieds (8,2 m) au-dessus de la ligne de flottaison. Il n'y avait aucune préoccupation concernant les performances; le nouvel émetteur et le gain d'antenne considérablement amélioré signifiaient que le système fournissait environ 25 fois l'énergie du faisceau. Pour cette installation, le guide d'ondes mesurait environ 30 m de long, ce qui en théorie n'entraînait que des pertes de 3 dB. En pratique, ils ont constaté que les divers virages et autres effets conduisaient à des réflexions et à un couplage inefficace entre le récepteur et le guide d'ondes. Cela n'avait pas été vu sur le 277T en raison de sa course beaucoup plus courte, mais de nouvelles expériences sur ces systèmes ont confirmé le problème et de nouvelles techniques ont été développées pour régler le guide d'ondes.
Il y a eu deux périodes d'essais principales à Saltburn , la première du 8 au 20 avril 1943 au large du Lough Foyle et la seconde du 2 au 5 mai au large de l' île de Man . Le mauvais temps a été un facteur lors des deux essais, ce qui a conduit à des essais moins que satisfaisants contre les aéronefs. Ils ont pu démontrer la détection contre un bombardier moyen à 64 km sur le PPI et la détection de l'altitude à 32 km. Le mauvais temps a eu l'avantage de démontrer que le système de stabilisation fonctionnait bien.
Type 277
Au fur et à mesure que les tests du 277X progressaient, une nouvelle antenne utilisant un réflecteur en treillis métallique au lieu de tôle a été introduite. Cette tenue AUK n'avait pratiquement aucun effet sur les performances, mais était à la fois plus légère et moins chargée au vent. Les versions de production du 277 avec AUK ont commencé à arriver au début de 1943 et les installations étaient répandues à la mi-1943.
Type 276
L'idée de base derrière le 276 était d'utiliser l'antenne originale de style fromage 271Q et un tube Sutton souple pour permettre au récepteur et à l'émetteur de partager une seule antenne. Cela réduirait la taille et le poids de l'installation au sommet du mât. Lorsqu'il est combiné avec le nouveau magnétron du 277 et l'utilisation d'un guide d'ondes, il a été calculé qu'il offrirait presque exactement les mêmes performances que les antennes paraboliques 273Q beaucoup plus grandes, et fournirait ainsi un excellent remplacement pour le 272 défaillant.
Au fur et à mesure que l'intérêt pour la détection des avions augmentait, certaines estimations de ses performances dans ce rôle ont été faites. Le gain de 180 de l'antenne était bien inférieur à celui de la 277 800. Comme il avait été prédit que le 277 détecterait un bombardier léger à 72 km, cela impliquait que le 276 ferait la même chose à environ 34 km. Il a été noté que l'antenne originale de 4 pieds (1,2 m) sur 10 pouces (250 mm) aurait une couverture verticale limitée, ce qui signifiait qu'elle aurait de la difficulté à suivre les aéronefs à des altitudes plus élevées. À la fin de 1942, une légère modification a été apportée pour réduire la taille verticale à 10 pouces (250 mm), étendant le faisceau plus verticalement de 10 à 20 degrés au prix d'une perte de gain.
Un autre changement, apparemment insignifiant rétrospectivement, consistait à éliminer le radôme cylindrique et à le remplacer par une seule feuille de plexiglas scellant le devant du fromage. La tenue AUJ résultante était beaucoup plus facile à monter sur le mât d'un navire que les conceptions antérieures. Le premier AUJ a été installé sur le HMS Tuscan . Le guide d' ondes sur Tuscan était légèrement plus longue que la normale à 70 pieds (21 m), mais aucune perte de performance a été compensée par un commutateur de laiton à faible perte de cuivre . L'antenne était également légèrement plus proche de la mer, à 63 pieds (19 m).
Lors des tests, le 276X a été en mesure de détecter le HMS Kempenfelt à 29000 verges (27000 m), ce qui est effectivement identique aux performances du 273Q à partir du support de 100 pieds (30 m) sur King George V , comme prévu.
Type 293
Les combats en Méditerranée, en particulier lors de l' invasion alliée de la Sicile et du continent italien , ont été marqués par des attaques aériennes importantes par des avions italiens et allemands. Elle a également été marquée par les performances relativement médiocres du tir antiaérien. Pour améliorer leurs performances, la Marine s'est de plus en plus intéressée à un radar dédié au traçage continu de l'emplacement des avions à courte distance, lorsque leur position relative par rapport au navire évoluait rapidement. L'idée était de s'adapter à tous les navires de la taille d'un destroyer et plus pour permettre à l'ensemble du groupe de travail d'opérer efficacement contre les aéronefs. Une exigence formelle pour ce nouveau rôle d '«indication de cible», ou «TI», fut publiée en décembre 1942.
Certains essais contre des aéronefs avaient été effectués en utilisant les antennes paraboliques d'origine du 273Q sur le King George V , mais ceux-ci n'étaient généralement pas satisfaisants. Le principal problème était que l'utilisation d'un A-scope conventionnel et le pointage manuel ne permettaient pas de suivre continuellement les cibles avec une précision quelconque, et rendaient la recherche de plus d'aéronefs tout en suivant un autre très difficile. Un affichage PPI, qui montrait tous les avions autour du navire en même temps, offrait une grande amélioration. D'autres tests utilisant un affichage PPI sur le pont du HMS Rother ont été effectués en juillet 1943.
Le principal problème lié à l'utilisation des systèmes existants pour le suivi des aéronefs était que les nouvelles antennes paraboliques avaient des faisceaux très étroits qui n'étaient pas adaptés au balayage continu vers les angles élevés souhaités par le rôle TI, jusqu'à 70 degrés au-dessus du navire. Un faisceau en forme d'éventail comme celui généré par les antennes 271 originales ou nouvelles 276 fromagères serait beaucoup plus approprié. Une nouvelle antenne a été développée, Outfit AUR, qui était un peu plus grande que la 276, à 6 pieds (1,8 m) de large et seulement 4 pouces (100 mm) de haut. Une telle installation, combinant l'électronique du 277 avec l'antenne AUR serait connue sous le nom de Type 293.
Pour les navires plus grands avec suffisamment d'espace pour monter plus d'une antenne radar, l'AUJ parabolique et le fromage AUR peuvent être installés. L'électronique pourrait alors passer de l'une à l'autre selon les besoins. Pour les escortes beaucoup plus petites qui n'avaient pas d'armes anti-aériennes à longue portée, aucun radar TI n'était de toute façon nécessaire. Cela a laissé un problème pour les destroyers et les petits croiseurs ; ces vaisseaux manquaient de place pour monter à la fois l'AUJ pour la recherche en surface et l'AUR pour TI, et devraient se contenter de l'un ou de l'autre. Au fur et à mesure que le rôle de TI gagnait en importance, il était prévu d'utiliser l'AUR et de le faire jouer dans les deux rôles. Le montage a été conçu pour que les antennes 293 ou 276 puissent être facilement permutées.
Pour tester les performances du système dans le rôle de surface, le premier Type 293X a été installé sur le HMS Janus . Celui-ci était connecté à la cabine de l'opérateur via un guide d'ondes en laiton de 20 m de long. Cela a été testé entre le 27 août et le 4 septembre 1943 dans la région de Pentland Firth .
Pour le rôle d'avertissement de surface, des tests ont été réalisés par Janus contre le HMS Obedient agissant en tant que cible. Le 293 ne pouvait détecter Obedient qu'à 24 000 yards (22 000 m), une distance à laquelle seuls les 4 pieds (1,2 m) inférieurs de sa coque étaient encore sous l'horizon radar. En comparaison, le 273Q avait démontré sa capacité à détecter un destroyer lorsque seules les parties supérieures de son mât étaient au-dessus de l'horizon, et le 276 était censé offrir une portée similaire. Cela signifiait que le 293 était plutôt limité dans ce rôle secondaire.
Tenue AQR
Les performances moins que satisfaisantes du 293X dans le rôle de surface ont conduit à une réévaluation de l'idée de monter le 293 sur des destroyers. À ce moment-là, le 276 était en production et avait démontré de bien meilleures performances contre les avions que le 293, bien que ses performances aient chuté contre des cibles volant à plus de 8000 pieds d'altitude, comme on pouvait s'y attendre d'après son schéma de diffusion.
Cela a conduit à la décision de revenir à l'antenne de fromage 271Q d'origine pour le 276, au lieu de la conception compressée à angle plus élevé. Ceci a été amélioré par une petite mais importante modification; au lieu de placer l'antenne dans un radôme, le système a été protégé simplement en recouvrant l'avant du fromage avec une plaque en plexiglas, comme dans le cas du 293. A cette époque, un certain nombre de destroyers avaient reçu le 293, et à partir de l'automne 1943 ceux-ci ont été remplacés par le 276 au fur et à mesure de leur entretien.
Tous ces tests suggéraient qu'un radar combiné TI / surface était possible, mais l'antenne devrait avoir environ trois fois le gain de l'antenne AUR d'origine. Cela a conduit à une autre nouvelle conception d'antenne, la Outfit AQR, qui était plus grande à 8 pieds (2,4 m) de large et 7,5 pouces (190 mm) de haut. Contrairement aux conceptions antérieures qui utilisaient la mise en forme du réflecteur pour produire le faisceau focalisé, l'AQR utilisait un réflecteur rectangulaire composé d'une grande barre métallique en haut et en bas du rectangle et de quatre barres plus petites parallèles formant le corps du réflecteur. . Cela signifiait qu'il avait une charge de vent beaucoup plus faible que les modèles solides précédents, de sorte que sa taille plus grande ne surchargeait pas le montage. La focalisation du faisceau était maintenant assurée par la corne d'alimentation au lieu de la mise en forme du réflecteur. Cela a fourni un gain d'environ 220, bien supérieur à l'AUJ du 276. Lorsque la production AQR est finalement arrivée en 1945, l'AUJ a été déclarée obsolète et remplacée par l'AQR.
Une version encore plus grande de l'AQR, Outfit ANS, était en cours de développement pour les croiseurs, mais n'a été installée que dans l'après-guerre. Connu sous le nom de Type 293Q, il était capable de détecter n'importe quel aéronef à une distance de 29 km (18 milles) à n'importe quelle altitude de l'horizon à 35 000 pi.
D'autres tests
En mars 1944, le 277 à bord du porte-avions d'escorte HMS Campania a été utilisé dans une série de tests contre l' avion Fairey Fulmar du navire . La Campanie a également transporté l'ancien radar Type 281 pour l'alerte aérienne, ce qui a permis aux deux de faire des mesures comparatives. Un problème avec le 281 était qu'il n'offrait pas de mesures d'altitude, donc une série d'expériences a commencé à utiliser le 281 pour le suivi et le 277 pour la recherche d'altitude. Pour ce faire, le 277 a été verrouillé en azimut puis tourné manuellement en élévation pour maximiser le signal. L'angle a ensuite été utilisé pour calculer l'altitude.
Dans le cadre de ces tests, une attention particulière a été portée aux capacités de détection du 277. Cela a conduit à une série de graphiques de probabilité qui ont démontré que la détection était à peu près linéaire avec une portée pour une cible de moyenne altitude à 2000 pieds d'altitude, de 100 pour cent à des distances inférieures à 5 milles marins (9,3 km; 5,8 mi) à environ 80% à 10 milles marins (19 km; 12 mi), à environ zéro à 40 milles marins (74 km; 46 mi).
Comme les Type 276 et Type 293 utilisaient la même monture à 10 tr / min à vitesse fixe, il n'avait pas été possible d'effectuer des tests significatifs de sa capacité à détecter les avions. La Campanie s'est maintenant tournée vers la question de la meilleure vitesse de balayage, effectuant une série de courses à 10 et 16 tr / min, et à une variété de vitesses beaucoup plus lentes en utilisant la commande à vitesse variable. Ceux-ci ont révélé qu'il n'y avait aucun effet évident sur la probabilité de détection lors de l'utilisation à des vitesses plus lentes entre 2,25 et 2,5 tr / min.
La priorité pour le 277 a été donnée aux navires plus gros, où l'augmentation des performances était la bienvenue, alors que le 271Q sur les escortes fonctionnait déjà correctement. À la fin de 1944, la marine a pris conscience des efforts allemands pour adapter le Schnorkel à leur flotte de sous-marins. Cela a conduit les 277 à être prioritaires pour les escortes afin de contrer cette menace.
En septembre 1944, la corvette NCSM Copper Cliff a été équipée de l'AUJ au sommet de son mât de 65 pieds (20 m), plutôt qu'à l'emplacement typique sur le pont. Cela lui a donné un horizon radar de 15,3 km. Lors d'essais dans le Firth of Clyde et le North Channel , Copper Cliff a pu détecter de manière fiable un sous-marin en surface à 18 km alors qu'une partie seulement de la tourelle était visible. Contre un Schnorkel , qui n'avait que 3 pieds (0,91 m) de haut, la portée a été réduite à environ 5,5 miles (8,9 km) et, plus près de la surface, elle s'est perdue dans le fouillis radar des vagues.
Modèles P et Q
Bien que le 277 intègre bon nombre des avancées disponibles lors de sa conception en 1943, en 1944, de nouveaux progrès ont introduit de nouveaux systèmes hautement souhaitables. Parmi ceux-ci, il y avait un nouveau détecteur à cristal combiné au commutateur à tube Sutton qui pouvait être monté directement sur le guide d'ondes au lieu d'avoir besoin d'une longueur de câble coaxial pour connecter le commutateur au guide d'ondes. Cela a éliminé la nécessité de régler constamment le système pour obtenir les meilleures performances. Un autre changement a été de passer de la norme de début de guerre de la fréquence intermédiaire de 60 MHz à une nouvelle bande de réception fonctionnant à 13,5 MHz. Ces modifications ont réduit le bruit du système de réception d'environ 2 dB.
De plus, de nouveaux systèmes anti-brouillage ont été ajoutés. Cela consistait en un troisième étage du récepteur IF qui pouvait éventuellement être activé en cas de brouillage. Cela a réduit la bande passante du récepteur à 0,5 MHz, filtrant les signaux à large bande. Des dispositions ont été ajoutées pour que d'autres filtres soient ajoutés à l'avenir, si nécessaire.
À ce moment-là, la configuration d'origine de l'équipement 271, largement conservée pour 277, avait été agrandie à plusieurs reprises au fur et à mesure que de nouveaux écrans de répéteurs étaient ajoutés. Il y avait également une forte volonté de rationaliser toutes les connexions, ce qui s'est avéré être un problème d'entretien continu. Un nouvel ensemble de panneaux de bureau radar a été conçu pour intégrer tous ces changements, ce qui a abouti aux 277P et 293P.
Les unités de production seraient disponibles au milieu de 1945, mais à la fin de 1944, un effort majeur était en cours pour effectuer des travaux d'entretien majeur sur bon nombre des principales unités de la flotte en vue de leur transfert vers le théâtre du Pacifique. Pour équiper ces unités, le projet Bubbly fut lancé en tant que production «d'urgence limitée» et le cuirassé HMS Anson reçut la première unité en mars 1945. Des kits de conversion furent expédiés pour ces navires déjà partis pour l'Extrême-Orient.
Les attaques aériennes contre les navires ayant été une caractéristique importante de la guerre du Pacifique, il y avait également un désir d'améliorer encore les performances des 277 et 293. À ce moment-là, un certain nombre de navires avaient été équipés pour le nouveau rôle de << direction de chasse >>, commander des opérations aériennes à grande surface. Pour ce rôle, même le 277P avait une portée trop courte, et un nouveau réflecteur de 8 pieds (2,4 m) de diamètre a été conçu, coupé à 6 pieds (1,8 m) de large. Pour réduire l'encombrement, ce radar a utilisé une polarisation verticale, qui se dissipait des ondes et réduisait le signal réfléchi.
Le système résultant, le Type 277Q, est arrivé trop tard pour le projet Bubbly et n'a été mis en service que dans l'après-guerre. Lors d'essais à bord du HMS Illustrious en mars 1947, le 277Q a fourni une détection fiable dans le rôle TI jusqu'à 137 km et une hauteur à 55 miles (89 km), des améliorations spectaculaires sur le 293. Le système était extrêmement efficace et est resté en service. pendant de nombreuses années.
Radars de direction de chasse
Les opérations en Méditerranée ont démontré la nécessité de mieux coordonner les opérations des avions de combat pour réussir à contre-attaquer les flottes aériennes allemandes et italiennes. En 1942, certaines expériences ont été menées en équipant un écran PPI avec un skiatron pour produire un affichage de type carte de longue durée pour le Type 281. L'affichage s'est avéré un succès, mais le 281 manquait de résolution et était soumis à de forts retours de tout proche. terre qui submergerait l'affichage.
Les tests du 277T à la fin de 1942 étaient extrêmement prometteurs, et plus tard cette année-là, un besoin en personnel fut émis pour un radar dédié à la direction de chasse, ou FD. La conception devait être capable de détecter tout aéronef au-dessus de 35000 pieds à 80 miles (130 km) de portée et également offrir une recherche d'altitude avec une précision de 1000 pieds à 40 à 80 miles et une précision de 500 pieds en dessous de 40 miles. Il était entendu que pour obtenir les performances requises, il faudrait un système d'antenne volumineux, lourd et entièrement stabilisé, et ne serait donc transporté que par des transporteurs et des navires de direction de chasse dédiés.
Les calculs initiaux ont montré qu'une antenne de type fromage de 12 pieds (3,7 m) de large avec un espace de 17 pouces (430 mm) entre le haut et le bas pouvait fournir le même gain que l'antenne parabolique du 277. On avait estimé que le 277 aurait une autonomie d'environ 45 milles (72 km) contre les aéronefs, ce qui signifiait qu'il fallait encore doubler l'autonomie pour répondre à l'exigence. Pour combler l'écart de performance, il a été prévu d'utiliser un magnétron fonctionnant à 2 MW et ayant une longueur d'impulsion de 5 us plus longue, produisant ainsi dix fois plus d'énergie que les systèmes existants.
Comme les besoins en personnel exigeaient la recherche de la hauteur pendant que le système continuait de balayer, un système de recherche de hauteur complètement séparé serait nécessaire. C'était un concept relativement nouveau, mais une solution a été rapidement développée. Une deuxième antenne de réception seule serait installée au-dessus de l'antenne principale de fromage. En installant quatre cornes d'alimentation dans le guide d'ondes devant le réflecteur, un modèle de réception avec plusieurs lobes verticaux empilés serait développé. Cela a nécessité le développement d'un nouveau guide d'ondes avec quatre joints rotatifs.
Le nouveau système a reçu le nom de Type 295, et si l'équipement était disponible avant le nouveau magnétron, un Type 294 provisoire utilisant le magnétron Type 277 existant était également spécifié. En 1944, il était clair que le système de recherche de hauteur ne fonctionnait pas comme prévu, ce qui a mis les deux plans en attente. Il était également clair que le magnétron de 2 MW ne serait pas disponible à temps pour équiper le HMS Eagle , alors en construction à Harland et Wolff .
Comme les deux conceptions reposaient sur le viseur de hauteur à lobes multiples, et que cela semblait être un concept irréalisable, la marine a émis de nouvelles exigences en utilisant des magnétrons de type 277 dans des radars distincts PPI et de recherche de hauteur. Ceux-ci sont devenus respectivement les Type 980 et 291. Celles-ci se sont également avérées problématiques et sont finalement entrées en service en tant que Type 982 et Type 983.
Autres utilisations
Les unités de la marine ont dirigé le développement de grands radars à magnétron tout au long de la période de guerre, dépassant les développements réalisés par l'armée de l'air et l'armée de l'air. Pour cette raison, de nombreux radars terrestres de fin de guerre utilisés par les deux forces étaient des versions d'équipement de la Marine avec peu de modifications nécessaires. Cela était vrai pour le Type 277, qui constituait la base d'un certain nombre de systèmes radar terrestres.
CD Mark VI
Alors que les tests du 277T commençaient à donner de superbes résultats, l' armée britannique l'a adopté, presque sans changement, en tant que Radar, Coast Defense, Number 1, Mark VI ou CD No. 1 Mk. VI pour faire court. Les radars CD ont été utilisés pour rechercher des navires dans la Manche , et pour ce rôle, il fallait pouvoir scanner près de la surface. Les premiers ensembles de CD étaient basés sur l'électronique commune de 1,5 m largement utilisée par l'armée et la RAF, mais leur précision était relativement faible. Ils s'étaient déplacés vers le 271P sous le nom de Mark IV et le 271 sous le nom de Mark V, et avaient maintenant adopté le 277T comme Mark VI. Avec le changement du 277, la précision était suffisante pour repérer les bateaux électriques individuels lorsqu'ils quittaient la côte française.
AMES Type 50
Lorsque l'armée a introduit ses premiers radars de défense côtière, le ministère de l' Air en a pris un certain nombre et les a placés sur des tours élevées afin qu'ils puissent voir les avions volant à basse altitude. Ces installations sont devenues les systèmes Chain Home Low , capables de détecter des avions aussi bas que 500 pieds à des distances qui permettaient d'organiser des interceptions. On leur a donné le nom officiel AMES Type 2, bien que ce nom soit rarement utilisé dans la pratique.
Lorsque l'armée a déplacé le CD vers le 271P, la RAF a fait de même, en se référant officiellement à eux comme AMES Type 30, avec une série de tels systèmes ayant des numéros de type différents en fonction des différences de leurs systèmes de montage. Lorsque le 271P a cédé la place au 271Q, les nouveaux systèmes ont été déployés sous le nom de Type 40, et sont à leur tour devenus Type 50 lorsqu'ils sont passés au 277. Les systèmes ont été appelés de manière générique Chain Home Extra Low (CHEL).
L'AMES Type 50 était essentiellement identique au 277T, en utilisant un réflecteur en fromage qui avait été utilisé sur le prototype. Le Type 52 est passé aux réflecteurs paraboliques pour des performances supplémentaires. Cela a produit une série de modèles avec des réflecteurs de 10 pieds (3,0 m) de diamètre, types 52 à 56, qui différaient uniquement par leur système de montage. Pour brouiller les choses, n'importe lequel de ces éléments peut être appelé CHEL.
CHEL et CD étaient souvent un seul et même système, simplement deux noms pour la même installation selon qui y faisait référence, l'armée ou l'armée de l'air. Pour compliquer davantage les choses, si le radar était situé à proximité d'un site d' artillerie côtière , l'armée l'appelait alors Radar, Coast Artillery ou CA pour faire court.
AMES Type 13 et 14
En 1941, la Royal Air Force (RAF) a commencé à introduire un nouveau système de radar terrestre connu sous le nom d' AMES Type 7 . En service, il est devenu clair que la précision du système de commutation de lobe du type 7 pour la mesure de la hauteur n'était pas optimale, et son utilisation nécessitait également que la puissance de l'émetteur soit divisée en deux et donc abaissé la plage lors de son utilisation. Une exigence pour un détecteur de hauteur dédié a été développée, et cela a émergé sous le nom d' AMES Type 13 , parfois connu sous le nom de «hauteur centimétrique» ou «CMH». Comme les expériences avec le 277T se sont avérées très fructueuses, la décision a été prise de l'utiliser comme base pour le Type 13.
La principale différence entre le Type 13 et le 277 était l'antenne. Pour le rôle de recherche de hauteur, l'objectif est d'avoir un faisceau étroit verticalement et large horizontalement, l'opposé de celui souhaité pour un affichage PPI. Cela peut être facilement accompli en utilisant une antenne de type fromage, tournée de sorte que le grand axe soit vertical. Le Type 13 utilisait un fromage massif de 20 pieds (6,1 m) de haut par 18 pouces (460 mm) de large. Le système était si grand qu'il était structurellement instable, il a donc été construit comme deux unités côte à côte connectées, alimentées par un guide d'ondes avec deux cornes d'alimentation, une pour chaque côté.
Alors que le Type 13 commençait à entrer en production, la RAF discutait de l'introduction du système Window pour bloquer les radars allemands. Le RAF Fighter Command a estimé que les Allemands feraient rapidement leur propre fenêtre et l'utiliseraient contre les radars de 1,5 m de la RAF, comme le Type 7. En réponse, la production du Type 13 a été redirigée vers le Type 14, qui était essentiellement un Type 13 tourné sur le côté. , revenant à une disposition horizontale comme le CD et les CHEL. Cela lui a permis de scanner l'horizon au lieu de monter et descendre, produisant un affichage PPI.
Lorsque l'attention est revenue sur le Type 13, les tests ont démontré des performances décevantes. Les unités existantes ont été utilisées comme unités PPI en désactivant le système «hochant la tête» et en le faisant tourner manuellement pour balayer l'horizon. Plusieurs améliorations ont été apportées, mais le système n'était pas vraiment satisfaisant avant le Mark V, introduit après la guerre. Le Mark V utilisait une toute nouvelle antenne composée d'un réflecteur cylindrique constitué de tubes métalliques verticaux. Lorsqu'il était combiné avec un Type 14, le système à deux unités était connu sous le nom de Type 21.
Description
Cette description est basée sur le modèle de production 277, avec des différences entre les modèles notées comme requis.
Disposition de l'antenne
Le système d'antenne standard pour le 277 se composait d'une parabole en treillis métallique de 4,5 pieds (1,4 m) de diamètre. Le signal était acheminé vers et depuis l'antenne à l'aide d'un guide d'ondes qui couvrait le diamètre de la parabole, s'étendant verticalement sur l'avant. Cela lui a permis d'être fermement monté en haut et en bas du réflecteur lui-même, plutôt que d'avoir besoin d'une structure de support séparée. Le système avait un gain global de 800, bien que l'antenne plus récente utilisée sur le 277Q l'ait augmenté à 1750 et la plus petite antenne de fromage sur le 276 le réduisait à 180.
L'ensemble a été monté dans un support de fourche qui se connectait au réflecteur aux extrémités gauche et droite. Le moteur d'entraînement pour la stabilisation verticale se trouvait sur le bras gauche de la fourche, vu de l'avant. Un joint rotatif pour le guide d'ondes était situé sur le côté droit, et le signal était envoyé de cet emplacement au guide d'ondes principal et à la corne d'alimentation avec une courte longueur de tuyau allant du joint au sommet du réflecteur. L'autre côté de l'articulation menait à un guide d'ondes traversant la fourche jusqu'au bas de la monture, où un deuxième joint rotatif menait à la cabine du radar.
Électronique
L'électronique du 277 était à la pointe de la technologie pour 1944, ayant introduit plusieurs nouveaux systèmes pour améliorer les performances par rapport au 271. En particulier, les cristaux détecteurs fabriqués aux États-Unis ont amélioré le bruit du récepteur de 14 à 16 dB, tandis que le 271 était d'environ 2 dB plus élevé.
L'ensemble du système d'équipement a été emballé de manière similaire aux modèles 271P et Q plus récents, consistant en une seule armoire avec deux grandes boîtes en bas et au milieu, et une unité beaucoup plus petite sur le dessus. L'unité la plus basse était le système d'alimentation et de formation d'impulsions, avec le récepteur et l'affichage au milieu et le tuner sur le dessus.
Affichages et interprétation
Le 277 utilisait un indicateur de position en plan pour son affichage principal, basé sur un grand tube à rayons cathodiques (CTR) de 9 pouces (230 mm ). Sur un PPI, un générateur de base de temps tire le faisceau du centre du tube vers sa circonférence externe en même temps qu'il faut un signal radar pour se déplacer à sa distance maximale et inversement. Le signal de retour amplifié contrôle la luminosité du faisceau, provoquant de fortes réflexions pour produire un "blip" sur l'affichage.
Lorsque l'antenne tournait, un système mécanique faisait tourner l'affichage à la même vitesse, référencée au nord magnétique . Cela signifiait que des réflexions à certains angles par rapport au navire apparaissaient dans cette position sur l'écran, par rapport au nord. Comme le faisceau avait une largeur finie, les "blips" résultants étaient des arcs courts et non des points individuels. En raison de la synchronisation du mouvement du faisceau, la distance du spot par rapport au centre de l'écran révélait la portée de la cible.
Remarques
Les références
Citations
Bibliographie
- Services de radar à terre (PDF) . Ministère de l'air. Octobre 1944.
- Cochrane, C. Alec (2016). "Développement de l'Avertissement Naval et du Radar Tactique" . Dans Kingsley, Fred (éd.). Le développement des équipements radar pour la Royal Navy, 1935–45 . Springer . 184-275. ISBN 9781349134571 .
- Gough, Jack (1993). Regarder le ciel: l'histoire du radar au sol dans la défense aérienne du Royaume-Uni . Bureau de la papeterie de Sa Majesté. ISBN 9780117727236 .
- Howse, Derek (1993). Radar en mer: la Royal Navy pendant la Seconde Guerre mondiale . Springer. ISBN 9781349130603 .