رادار AI Mark VIII

كان رادار اعتراض الطائرات، مارك 8 ، أو اختصارًا AI Mk. VIII ، أول رادار جو-جو يعمل بترددات الميكروويف . استخدمته مقاتلات سلاح الجو الملكي البريطاني الليلية من أواخر عام 1941 حتى نهاية الحرب العالمية الثانية . وظل المفهوم الأساسي، الذي يعتمد على استخدام هوائي مكافئ متحرك للبحث عن الأهداف وتتبعها بدقة، مستخدمًا في معظم الرادارات المحمولة جوًا حتى ثمانينيات القرن العشرين.

بدأ تطوير هذا النظام على نطاق منخفض عام 1939، لكنه تسارع بشكل كبير بعد إدخال مغنطرون التجويف في أوائل عام 1940. كان هذا النظام يعمل  بطول موجي 9.1 سم (3  جيجاهرتز)، وهو أقصر بكثير من الطول الموجي 1.5  متر لنظام AI Mk. IV السابق . سمحت الأطوال الموجية الأقصر باستخدام هوائيات أصغر حجمًا وأكثر توجيهًا. كان نظام Mk. IV يعاني من انعكاسات الضوء عن الأرض نتيجة لنمط بثه الواسع، مما جعل من المستحيل رؤية الأهداف التي تحلق على ارتفاعات منخفضة. استطاع نظام Mk. VIII تجنب هذه المشكلة من خلال توجيه الهوائي فوق الأفق مباشرة، مما سمح له برؤية أي طائرة على الأفق أو فوقه.

كان تصميم الطائرة في مراحله الأولى من النضج أواخر عام ١٩٤١ عندما بدأ سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) شنّ هجمات على ارتفاعات منخفضة. دخلت النسخة التجريبية، Mk. VII، الخدمة على متن طائرات بريستول بوفايتر في نوفمبر ١٩٤١. أُرسل عدد محدود منها إلى وحدات في أنحاء المملكة المتحدة لتوفير التغطية على الارتفاعات المنخفضة بينما كانت الطائرات المجهزة بـ Mk. IV تعمل على ارتفاعات أعلى. بعد إنتاج محدود للنسخة المحسّنة Mk. VIIIA، وصلت النسخة النهائية Mk. VIII في أوائل عام ١٩٤٢، موفرةً قوة أكبر بالإضافة إلى مجموعة من التحسينات الإلكترونية والتقنية. وقد وصلت بالتزامن مع بدء تحسّن معدلات إنتاج طائرات دي هافيلاند موسكيتو ، مما أدى إلى إزاحة وحدات بوفايتر بسرعة من أسراب سلاح الجو الملكي البريطاني. أصبحت طائرات موسكيتو المجهزة بـ Mk. VIII المقاتلة الليلية الرئيسية من عام ١٩٤٣ وحتى نهاية الحرب.

أنتجت طائرة Mk. VIII عدة نسخ معدلة، أبرزها AI Mk. IX التي تضمنت خاصية التثبيت على الهدف لتسهيل عمليات الاعتراض . إلا أن سلسلة من الأحداث، من بينها حادثة نيران صديقة مميتة ، أدت إلى تأخير كبير في طرح Mk. IX، ما حال دون دخولها الخدمة. خلال أواخر الحرب، اعتمدت العديد من الطائرات البريطانية نظام SCR-720 الأمريكي تحت اسم AI Mk. X. وقد عمل هذا النظام وفقًا للمبادئ العامة نفسها لـ Mk. VIII، ولكنه استخدم نظام عرض مختلفًا يوفر مزايا عديدة. استمر تطوير النظام الأساسي، وعادت Mk. IX للظهور لفترة وجيزة بشكل متطور للغاية باسم AI.17 خلال خمسينيات القرن العشرين.

تطوير

العمل السابق

استُخدمت طائرة أفرو أنسون K8758 لاختبار أنظمة الرادار. وكان رصدها لسفن البحرية الملكية في الأحوال الجوية السيئة بمثابة نذير بتدمير قوة الغواصات الألمانية.

أثبتت تجربة دافنتري الرائدة عام 1935 جدوى المفهوم الأساسي للرادار، مما أدى إلى التأسيس السريع لمحطة التجارب التابعة لوزارة الطيران (AMES) في قصر باودسي لتطويره. انصبّ اهتمام فريق AMES الرئيسي على تطوير ونشر نظام "تشين هوم" (CH)، الذي يوفر إنذارًا مبكرًا بالغارات الجوية التي تقترب من المملكة المتحدة. ومع نمو الفريق، تنوّعت مهامه، وبحلول عام 1938، كان هناك عدد من الفرق تعمل على مشاريع أخرى أيضًا. [ 1 ]

كانت إحدى أولى هذه الجهود الجانبية نابعة من مخاوف هنري تيزارد بشأن فعالية نظام "تشين هوم" المحتملة. فقد اعتقد أن سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) سيتكبد خسائر فادحة أمام نظام الاعتراض الأرضي التابع لسلاح الجو الملكي البريطاني ، ما سيدفعه إلى التحول إلى قصف الأهداف ليلاً. [ 2 ] ففي الليل، يستطيع الطيار المقاتل رؤية الهدف على مسافة 910 أمتار (1000 ياردة) ، وهي دقة لا يوفرها نظام "تشين هوم" ونظام "داودينغ" المرتبط به . وقد أثار روبرت واتسون-وات مخاوف تيزارد لاحقًا في اجتماع طاولة مستديرة في حانة "كراون آند كاسل". وعرض "تافي" بوين تطوير نظام جديد يُمكن تركيبه في الطائرات لتقليص المسافة بين اتجاه "تشين هوم" والمدى البصري ليلاً. [ 3 ] 

بسبب فيزياء الإرسال اللاسلكي، يجب أن يكون طول الهوائيات مساويًا تقريبًا لطول موجة الإشارة اللاسلكية لتحقيق كسب معقول . يُعدّ ثنائي القطب نصف الموجة ، ذو قطبين يبلغ طول كل منهما ربع طول الإشارة تقريبًا، حلاً شائعًا للغاية. كان نظام CH يعمل على نطاق ترددي يتراوح بين 10  و50  مترًا حسب الإصدار، مما يعني أن طول الهوائيات كان يجب أن يتراوح بين 5 و10 أمتار (16-33 قدمًا) على الأقل ، وهو ما جعله غير عملي تمامًا للاستخدام على متن الطائرات. بدأ بوين بتطوير نظام جديد يعمل على أطوال موجية أقصر، أولًا عند 6.7 متر بعد عمل الجيش البريطاني ، ثم استقر أخيرًا على 1.5 متر، وهو الحد العملي للتكنولوجيا المتاحة. عُرف هذا النظام باسم رادار اعتراض الطائرات (AI) ، وكان محور تركيز عمل بوين الرئيسي من عام 1936 إلى عام 1940. [ 4 ]    

أثناء اختبار جهاز رادار مبكر بطول 1.5  متر، فشل الفريق في رصد أي طائرات، لكنه تمكن بسهولة من رصد أجسام كبيرة مثل الرافعات والسفن في الأرصفة القريبة. وأظهرت تجارب لاحقة القدرة على رصد السفن في البحر، مما أدى إلى عرض حي تمكن فيه الفريق من تحديد مواقع سفن حربية رئيسية تابعة للبحرية الملكية في ظروف جوية سيئة. [ 5 ] أثار هذا اهتمامًا فوريًا من جانب قيادة السواحل التابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني، التي رأت في هذا الجهاز وسيلةً للعثور على سفن العدو وغواصاته ، ومن جانب الجيش البريطاني ، الذي كان مهتمًا باستخدام الرادارات لتوجيه النيران ضد السفن في القناة الإنجليزية . وتوقف العمل على النظام لاستخدامه مع الذكاء الاصطناعي إلى حد كبير. [ 6 ]

تطوير الذكاء الاصطناعي

كانت طائرة بريستول بوفايتر المزودة برادار مارك 4 أول طائرة مقاتلة ليلية فعالة حقاً في العالم. وقد أسقط "بادي" غرين سبع طائرات تابعة لدول المحور خلال ثلاث ليالٍ في هذه الحالة.

لم يعد الفريق إلى العمل على الذكاء الاصطناعي إلا في عام 1939، مع اقتراب الحرب بشكل واضح. وبالمقارنة مع التطور السريع والناجح لرادارات مكافحة السفن، وجد الفريق نفسه يواجه سلسلة متواصلة من المشاكل في الاشتباكات الجوية. تمثلت مشكلتان رئيسيتان في: نقص المدى الأقصى الذي صعّب العثور على الأهداف، ونقص المدى الأدنى الذي صعّب على الطيار رؤية الهدف قبل أن يختفي عن الرادار. [ 7 ]

على غرار نظام "تشين هوم"، كان رادار الذكاء الاصطناعي يرسل نبضة قوية شبه موجهة، مُضيئًا السماء بأكملها أمامه. وكانت أصداء الطائرات تُستقبل على هوائيات اتجاهية متعددة، وبمقارنة قوة الإشارة من كل منها، يُمكن تحديد اتجاه الهدف. إلا أن هذا يعني أيضًا أن الإشارة تصل إلى الأرض وتنعكس عنها، مُنتجةً ارتدادًا قويًا لدرجة أنه يُطغى على جهاز الاستقبال بغض النظر عن موضع الهوائي. ولأن هذه الإشارة كان عليها أن تنتقل إلى الأرض وتعود، فإنها تُنتج خطًا على الشاشة عند مدى مُحدد يُساوي ارتفاع الطائرة. والتحليق على ارتفاع 4.6 كيلومتر (15000 قدم) ، وهو ارتفاع نموذجي للقاذفات الألمانية، يعني أن أي شيء يتجاوز حوالي 4.8 كيلومتر (3 أميال) يكون غير مرئي وسط الضوضاء. وهذا ما يترك مدى ضئيلًا لاكتشاف الهدف. [ 8 ]  

كانت إحدى المشكلات الأكثر تعقيدًا هي عدم القدرة على رصد الأهداف على المدى القريب. كان من الصعب قطع إشارة جهاز الإرسال بشكل حاد، إذ كانت لا تزال تبث إشارة ضعيفة عند بدء استقبال الإشارات من الأهداف القريبة. علاوة على ذلك، كانت الإشارة القوية تميل إلى التسرب إلى جهاز الاستقبال، مما يتسبب في تذبذبه لفترة من الوقت، وبالتالي حجب الأهداف القريبة. حدّت هذه التأثيرات من الحد الأدنى للمدى إلى 240 مترًا (800 قدم) في أفضل الأحوال، وهو ما يقع عند الحد الأقصى لرؤية الطيار ليلًا. بُذلت محاولات لمعالجة هذه المشكلة، وكان بوين وهانبري براون مقتنعين بأنهما توصلا إلى حل عملي. [ 9 ] 

مع ذلك، كانت وزارة الطيران متلهفةً للغاية لإدخال الذكاء الاصطناعي إلى الخدمة، لدرجة أنها استخدمت الفريق كمرفق إنتاج، حيث كلّفتهم بتجهيز الطائرات يدويًا بوحدات Mk. III النموذجية التي لم تكن جاهزة للاستخدام العملياتي. وبينما تمّ إرسال هذه المجموعات على عجل إلى الأسراب، توقف العمل على تطوير حلول لـ"الجدل الكبير حول الحد الأدنى للمدى". [ 9 ] وقد اعترف آرثر تيدر لاحقًا بأن هذا كان "خطأً فادحًا". [ 10 ]

العمل المبكر على الميكروويف

بدأ فريق الاتصالات المحمولة جواً تجاربه على أنظمة الميكروويف منذ عام 1938 بعد اكتشافه إمكانية تشغيل ترتيب مناسب لأنابيب RCA المخروطية  بأطوال موجية تصل إلى 30 سم. إلا أن هذه الأنظمة كانت ذات خرج منخفض للغاية، فضلاً عن أن إلكترونيات جهاز الاستقبال لم تكن حساسة لهذه الترددات. نتج عن ذلك نطاقات كشف قصيرة جداً، ما جعلها عديمة الفائدة عملياً. توقف الفريق عن مواصلة التطوير مؤقتاً، ووصف بوين كيف استخف المهندسون بهذا الموضوع لبعض الوقت. [ 11 ]

مع ذلك، أبقى ضغط الأميرالية تقنية الموجات الدقيقة حاضرة في أذهان الجميع. فبينما  كانت أجهزة الاستقبال ذات الطول الموجي 1.5 متر مناسبة لرصد السفن الكبيرة، إلا أنها لم تكن قادرة على رصد الأجسام الصغيرة بكفاءة، مثل أبراج قيادة الغواصات . ويعود ذلك إلى السبب نفسه الذي يجعل حجم الهوائيات مساويًا تقريبًا لطول الموجة؛ فلكي توفر انعكاسًا معقولًا، يجب أن تكون الأجسام أكبر من طول الموجة بعدة مرات. [ أ ] وقد تمتعت الأميرالية بميزة إدارة جهود المملكة المتحدة لتطوير أنابيب التفريغ ، من خلال لجنة تطوير صمامات الاتصالات (CVD)، ما مكّنها من مواصلة تطوير أنابيب مناسبة. [ 12 ]

اجتمع بوين مع نظيره في مؤسسة إشارات الأميرالية (ASE)، العالم الكندي الموسوعي تشارلز رايت ، في باودسي في ربيع أو صيف عام 1939، وناقشا مسألة رادار اعتراض الطائرات بالموجات الدقيقة. اتفق بوين على أن المشكلة الرئيسية في حدود مدى أجهزة رادار اعتراض الطائرات تكمن في الإرسالات الشبيهة بضوء كاشف، وأن الحل الأمثل لهذه المشكلة هو تضييق الحزمة، وتركيز الطاقة في منطقة أصغر. وخلص إلى أن عرض حزمة يبلغ 10 درجات سيفي بالغرض. ونظرًا لأن مقدمة الطائرة يمكن أن تستوعب هوائي رادار يبلغ قطره حوالي 76 سم ، فإن هوائيًا بأعمدة أقصر من 15 سم يُعدّ مرغوبًا، وإذا كان لا بد من تحريك هذا الهوائي داخل مقدمة الطائرة للتتبع، فإن 10 سم (حوالي 3 جيجاهرتز) سيكون مثاليًا. يتوافق هذا تمامًا مع متطلبات رايت لنظام بحري قادر على كشف الغواصات الألمانية، مع هوائي صغير بما يكفي لتركيبه على سفن مرافقة صغيرة. [ 13 ]    

نظراً لرغبة كلا القوتين في  نظام بطول 10 سم، زار تيزارد مركز هيرست للأبحاث التابع لشركة جنرال إلكتريك (GEC) في ويمبلي في نوفمبر 1939 لمناقشة هذه المسألة. ثم قام وات بزيارة شخصية لاحقة، مما أدى إلى توقيع عقد في 29 ديسمبر 1939 لتوريد جهاز رادار يعمل بتقنية الذكاء الاصطناعي بالموجات الدقيقة. تبع ذلك توقيع مركز تطوير الاتصالات (CVD) عقداً مع جامعة برمنغهام لتوريد صمامات مناسبة . رتب بوين اجتماعاً في يناير بين شركتي GEC وEMI لتنسيق أعمال الذكاء الاصطناعي، مما أدى إلى مزيد من التعاون. [ 14 ]

قاد فريق برمنغهام مارك أوليفانت ، الذي كان يعمل سابقًا في مختبر كافنديش بجامعة كامبريدج ، ولكنه انتقل مؤخرًا إلى برمنغهام لتأسيس مختبر نوفيلد . قرر الفريق تركيز جهودهم التطويرية على مفهوم الكليسترون . كان الأخوان فاريان قد قدّما الكليسترون في جامعة ستانفورد عام 1936، ولكنه كان ينتج طاقة منخفضة نسبيًا. بدأ فريق أوليفانت بتطبيق تقنيات جديدة لتصنيع الأنابيب، وبحلول نهاية عام 1939، كان لديهم أنبوب قادر على توليد 400  واط. [ 14 ]

يبدأ نظام التعرف الآلي (AIS)

انتقل وات إلى مقر وزارة الطيران في لندن، وتولى ألبرت بيرسيفال رو إدارة فرق الرادار في باودسي. كانت علاقته متوترة مع بوين والعديد من العاملين في مركز أبحاث الطيران المتقدم (AMES). مع بداية الحرب، نُقلت جميع مرافق المركز من باودسي إلى موقع مُحدد مسبقًا في دندي. ويعود اختيار دندي في المقام الأول إلى كون الجامعة هي الجامعة التي تخرج منها وات . لم يبذل وات جهدًا يُذكر لتجهيز الجامعة لاستخدام المركز، وقد فوجئ رئيس الجامعة بوصولهم المفاجئ. لم تكن هناك غرف متاحة تقريبًا، حيث كان الطلاب والأساتذة قد عادوا من العطلة الصيفية. [ 15 ] أُرسل فريق الذكاء الاصطناعي إلى مطار صغير في بيرث، يبعد أميالًا وهو صغير جدًا. كان كلا الموقعين غير مناسبين تمامًا للعمل، وكانت الفرق تتذمر باستمرار. [ 16 ]

في فبراير 1940، بدأ روو بتشكيل فريق جديد للذكاء الاصطناعي بقيادة هربرت سكينر . [ ب ] كلف سكينر برنارد لوفيل وآلان لويد هودجكين بدراسة مسألة تصميمات الهوائيات لرادارات الموجات الميكروية. وفي 5 مارس، دُعيا إلى مختبرات شركة GEC للاطلاع على تقدمهما في تطوير رادار يعتمد على أنابيب VT90، والتي كانت قد وصلت بحلول ذلك الوقت إلى مستويات طاقة مفيدة عند  أطوال موجية تبلغ 50 سم. [ 18 ]

باستخدام كليسترون منخفض الطاقة كمصدر للموجات الميكروية، بدأ لوفيل وهودجكين تجارب على هوائيات بوقية توفر دقة زاوية أعلى بكثير من هوائيات ياغي المستخدمة في طائرة مارك 4. [ 19 ] فبدلاً من بث إشارة الرادار عبر نصف الكرة الأمامي للطائرة بالكامل والاستماع إلى أصداء من كل مكان في تلك المنطقة، يسمح هذا النظام باستخدام الرادار كمصباح يدوي ، موجهًا نحو اتجاه الرصد. [ 20 ] كما أن لهذا النظام ميزة إضافية تتمثل في تمكين الرادار من تجنب انعكاسات الأرض ببساطة عن طريق توجيه الهوائي بعيدًا عنها. مع عرض حزمة يبلغ 10 درجات، سيظل الهوائي الأفقي يُصدر إشارة موجهة للأسفل، حوالي 5 درجات في هذه الحالة. إذا كانت الطائرة تحلق على ارتفاع 1000 قدم (305 أمتار) ، فلن تصل الحزمة إلى الأرض إلا على بعد حوالي 995 قدمًا (303 أمتار) أمام الطائرة، مما يترك مجالًا للكشف حتى عن الأهداف التي تحلق على أدنى ارتفاع. [ 21 ] تمكن لوفيل من صنع أبواق بدقة 10 درجات المطلوبة، لكن طولها تجاوز ياردة واحدة (91 سم) ، مما جعلها غير مناسبة للتركيب في طائرة مقاتلة. [ 17 ]    

بناءً على اقتراح سكينر، [ ج ] أجروا تجربةً باستخدام عاكس طبق مكافئ خلف هوائي ثنائي القطب في 11 يونيو 1940. ووجدوا أنه يوفر دقةً مماثلة، لكن عمقه لا يتجاوز 20 سنتيمترًا (7.9 بوصة) ، ما يجعله مناسبًا تمامًا لمقدمة الطائرة المقاتلة. في اليوم التالي، جرب لوفيل تحريك ثنائي القطب ذهابًا وإيابًا أمام العاكس، ووجد أن ذلك يتسبب في تحرك الشعاع بمقدار يصل إلى 8 درجات لكل 5 سنتيمترات من الحركة، وعندها اعتبر لوفيل أن "مشكلة الهوائي قد حُلت بنسبة 75%". [ 17 ] أظهرت تجارب لاحقة باستخدام طبق هوائي إنتاجي من شركة لندن للألمنيوم إمكانية تحريك الشعاع بمقدار يصل إلى 25 درجة قبل أن يتشوه. [ 22 ]  

بعد عدة أشهر في دندي، اقتنع رو أخيرًا بأن أماكن الإقامة غير مناسبة، وبدأ التخطيط للانتقال إلى موقع جديد على الساحل الجنوبي بالقرب من وورث ماترافرز . في مايو 1940، بعد فترة وجيزة من تفكك فريق الذكاء الاصطناعي الأصلي، انتقل سكينر مع عدد من العلماء من دندي، بالإضافة إلى عضوي فريق الذكاء الاصطناعي السابقين لوفيل وهودجكين. واستقروا في أكواخ في سانت ألبانز هيد ، خارج وورث ماترافرز. [ 23 ]

مغنطرون تجويفي

أحدث هذا المغنطرون الأصلي،  الذي يبلغ قطره حوالي 10 سم، ثورة في تطوير الرادار.

بينما كان فريق أوليفانت يكافح لزيادة طاقة الكليسترونات، بحثوا أيضًا في ترتيبات بديلة للجهاز. كُلِّف باحثان في الفريق، جون راندال وهاري بوت ، بإجراء أحد هذه التعديلات، لكن سرعان ما اتضح أنه لم يُجدِ نفعًا. لم يتبقَّ لهما الكثير ليفعلاه، فقررا النظر في مناهج بديلة لحل المشكلة. [ 14 ]

كانت جميع مولدات الموجات الميكروية في ذلك العصر تعمل وفق مبادئ متشابهة؛ حيث تُسحب الإلكترونات من المهبط باتجاه المصعد في الطرف البعيد لأنبوب. وفي طريقها، تمر هذه الإلكترونات عبر رنان واحد أو أكثر ، وهي عبارة عن حلقات نحاسية مجوفة بها شق على طول حافتها الداخلية. وعندما تمر الإلكترونات عبر الشق، تتسبب في رنين الجزء الداخلي من الحلقة بترددات راديوية، والتي يمكن التقاطها كإشارة. ويمكن ضبط التردد عن طريق التحكم في سرعة الإلكترونات (عبر الجهد المطبق ) أو عن طريق تغيير أبعاد الرنان. [ 14 ]

تكمن مشكلة هذا النهج في توليد طاقة كافية في الرنانات. فعندما يمر الإلكترون عبر فتحة الرنان، يُودع جزءًا من طاقته على شكل موجات راديوية، ولكن بكمية ضئيلة. ولتوليد كميات مفيدة من طاقة الراديو، كان على الإلكترونات إما المرور عبر الرنانات عدة مرات لإيداع المزيد من الطاقة إجمالًا، أو استخدام تيارات إلكترونية هائلة. وقد اضطرت الكليسترونات أحادية الحجرة، كتلك المستخدمة آنذاك، إلى اتباع المسار الأخير، وكان من الصعب تصنيعها بشكل يُنتج طاقة مفيدة عند استخدام طاقة دخل معقولة. [ 14 ]

بدأ راندال وبوت في دراسة حلول باستخدام رنانات متعددة، لكن ذلك أدى إلى أنابيب طويلة جدًا وغير عملية على الإطلاق. ثم تذكرا أن حلقات الأسلاك ذات الفجوة بينها ترن بنفس الطريقة، وهو تأثير لاحظه هاينريش هيرتز لأول مرة في التجارب الأولى . باستخدام هذه الحلقات، يمكن صنع رنان يوضع بجانب تيار الإلكترونات، بدلًا من أن يلتف حوله. إذا تم تعديل مسار شعاع الإلكترونات ليتحرك في دائرة بدلًا من خط مستقيم، فإنه سيمر بسلسلة من هذه الحلقات بشكل متكرر. سيؤدي ذلك إلى ترسب طاقة أكبر بكثير في التجاويف، مع الحفاظ على حجمها الصغير نسبيًا. [ 21 ]

لإنتاج الحركة الدائرية، استخدموا مفهومًا آخر يُعرف باسم المغنطرون. المغنطرون عبارة عن ثنائي يستخدم مجالًا مغناطيسيًا للتحكم في مسار الإلكترونات من المهبط إلى المصعد، بدلًا من الحل الأكثر شيوعًا المتمثل في شبكة مشحونة كهربائيًا. وقد تم اختراعه في البداية كوسيلة لتجنب براءات الاختراع الخاصة بالأنابيب القائمة على الشبكة، لكن ثبت عدم جدواه في هذا الدور. أشارت دراسات لاحقة إلى قدرة المغنطرون على توليد مستويات منخفضة من الموجات الميكروية في ظل ظروف معينة، إلا أن التطوير في هذا المجال كان محدودًا. [ 21 ]

بدمج مفهوم المغنطرون مع حلقات الرنين المُنشأة عن طريق حفر ثقوب في النحاس الصلب، وهي فكرة مستوحاة من عمل دبليو دبليو هانسن على الكليسترونات، قام العالمان ببناء نموذج أولي لما أسمياه مغنطرون التجويف الرنيني. وضعاه داخل غلاف زجاجي مُفرغ من الهواء باستخدام مضخة تفريغ خارجية ، ووضعا المجموعة بأكملها بين قطبي مغناطيس قوي على شكل حدوة حصان ، مما تسبب في انحناء الإلكترونات في مسار دائري. [ 14 ]

عند تجربتها لأول مرة في 21 فبراير 1940، بدأت الأنبوبة على الفور بإنتاج 400  واط من موجات الميكروويف بطول 10  سم (3  جيجاهرتز). وفي غضون أيام، لاحظوا أنها تتسبب في إضاءة أنابيب الفلورسنت  في جميع أنحاء الغرفة. وأظهرت حسابات سريعة أن هذا يعني أن الأنبوبة كانت تنتج حوالي 500 واط، متفوقة بذلك على الكليسترون. ورفعوا قدرتها إلى أكثر من 1000  واط في غضون أسابيع. تخلى فريق برمنغهام الرئيسي عن الكليسترون وبدأ العمل على هذا المغنطرون التجويفي الجديد، وبحلول الصيف كان لديهم نماذج تنتج 15  كيلوواط. [ 14 ] في أبريل، أُبلغت شركة GEC بعملهم وسُئلت عما إذا كان بإمكانهم تحسين التصميم بشكل أكبر. [ 24 ]

أول رادار مغناطيسي

تم وضع هذه العلامة في الموقع السابق لمباني AMRE في سانت ألبانز هيد .

في 22 مايو، سافر فيليب دي لزيارة مختبر الماغنيترون، لكن مُنع من إخبار أي شخص آخر في مجموعة AIS بذلك. كتب ببساطة أنه رأى الكليسترون والماغنيترونات في المختبر، لكنه لم يوضح أن الماغنيترون كان تصميمًا جديدًا كليًا. [ 21 ] وقدّم دي للوفيل كليسترونًا أكثر قوةً بكثير ومبردًا بالماء لاستخدامه كمصدر اختبار لأعمال الهوائي، التي جرت في ظروف بدائية. كان هذا الجهاز إشكاليًا لأن الخيوط التي تُسخّن المهبط كانت تحترق باستمرار، مما استلزم فصل النظام عن مصدر المياه، وفتحه، وإصلاحه، ثم إعادة تجميعه. ملاحظات دي الوصفية بتاريخ 13 يونيو:

كلما كنت خارج المختبر، وكان على سكينر أن يقوم بهذا، فإنه ينسى إغلاق الماء قبل سحب أنابيب التبريد، مما يؤدي إلى أنني أقف في عمق نصف بوصة من الماء، والماء على المنضدة يكون بنفس العمق تقريبًا ولكن سطحه يكون أقل عمقًا إلى حد ما بسبب أعقاب السجائر وأوراق الشاي وقشور الموز وما إلى ذلك . [ 21 ]

كما تسبب سكينر في إزعاج دي بسبب طريقته غير العادية لاختبار ما إذا كان الكليسترون يعمل بشكل صحيح، وذلك باستخدام سلك الإخراج لإشعال سجائره. [ 21 ]

كانت شركة GEC تعمل على إنتاج نسخة محكمة الإغلاق تمامًا من المغنطرون، بدلًا من النسخة التي تستخدم مضخة تفريغ خارجية. بعد ابتكار طريقة إغلاق جديدة باستخدام سلك ذهبي وتكييف حجرة مسدس كولت كقالب للحفر، [ 25 ] أنتجت الشركة جهاز E1188 في أوائل يوليو 1940. أنتج هذا الجهاز نفس مقدار الطاقة التي أنتجها نموذج راندال-بوت الأصلي، حوالي 1  كيلوواط عند طول موجي يبلغ حوالي 10  سم. في غضون أسابيع قليلة، أدخلت الشركة تحسينين، حيث زادت عدد الرنانات من ستة إلى ثمانية، واستبدلت المهبط بآخر مطلي بأكسيد. كان جهاز E1189 الناتج قادرًا على توليد 10  كيلوواط من الطاقة عند طول موجي يبلغ 9.1  سم، أي أفضل بعشرة أضعاف من أي جهاز ميكروويف موجود آنذاك. أُرسل جهاز E1189 الثاني إلى مختبر AMRE، الذي استلمه في 19 يوليو. [ 25 ]

انتهى المطاف بأول نموذج من طراز E1189 بالسفر إلى الولايات المتحدة في أغسطس كجزء من مهمة تيزارد . وبحلول ربيع عام 1940، كان بوين يُهمّش بشكل متزايد في مجال الذكاء الاصطناعي بسبب خلافاته المستمرة مع رو. واستجابةً لهذه المشاكل، أعلن وات عن إعادة تنظيم فرق الذكاء الاصطناعي، مع استبعاد بوين من القائمة. ثم انضم بوين إلى مهمة تيزارد، حاملاً النموذج E1189 سراً في صندوق مقفل حتى قدمه وسط إشادة كبيرة من المندوبين الأمريكيين الذين لم يكن لديهم نموذج مماثل. وقد تسبب هذا في نهاية المطاف في بعض الارتباك، حيث كانت المخططات التي يُفترض أنها متطابقة في الواقع للنسخة الأصلية ذات الست حجرات. [ 25 ]

واصل لوفيل عمله على تصميم هوائي الإنتاج باستخدام الكليسترونات، وأنهى هذا العمل في 22 يوليو. ثم بدأ الفريق بتكييف مختلف أجزاء المعدات للعمل معًا كوحدة رادار واحدة تعتمد على الماغنيترون. قام كل من جيه آر أتكينسون و دبليو إي بيرشام، اللذان أُرسلا إلى فريق نظام معلومات الرادار من مختبر كافنديش بجامعة كامبريدج ، بإنتاج مصدر طاقة نبضي ، بينما عمل سكينر وإيه جي وارد، وهما أيضًا من مختبر كافنديش، على جهاز استقبال. في ذلك الوقت، لم يكن لدى الفريق حل لتحويل الهوائي من وضع الإرسال إلى وضع الاستقبال، لذلك استخدموا في البداية هوائيين متجاورين، أحدهما على جهاز الإرسال والآخر على جهاز الاستقبال. [ 26 ]

في 8 أغسطس، كانوا يجرّبون هذا النظام عندما استقبلوا إشارة من كوخ صيد قريب. ومع بقاء الهوائي موجّهًا في نفس الاتجاه، رصدوا بالصدفة طائرة حلّقت فوق الموقع في الساعة السادسة  مساءً من يوم 12 أغسطس. في اليوم التالي، كان دي ووات ورو متواجدين، ولكن لعدم توفّر طائرة مناسبة، قام الفريق بعرض النظام من خلال رصد الإشارات المرتدة من صفيحة معدنية كان يحملها ريج بات أثناء ركوبه الدراجة على منحدر قريب. [ 27 ] [ د ] مع هذا العرض التوضيحي لقدرة الرادار على رفض الإشارات الأرضية ورصد الأهداف على ارتفاع شبه معدوم،  بدأ الاهتمام بأنظمة 1.5 متر بالتراجع. [ 26 ]

في وقت ما خلال شهري يوليو أو أغسطس، كُلِّف دي بتطوير  جهاز رادار عملي بتردد 10 سم، والذي عُرف آنذاك باسم AIS، حيث يرمز الحرف S إلى "القياس الحسي" . [ 29 ] بدأ دي بالتذمر لكل من يصغي إليه من أن فريقه وشركة GEC كانا يطوران حلاً متطابقاً تقريباً، حيث استخدم AIS  مغنطروناً بتردد 10 سم، بينما استخدمت GEC أنابيب Micropup التي تم تطويرها إلى درجة  تسمح بالتشغيل بتردد 25 سم. في 22 أغسطس 1940، زار فريق من GEC مختبر AIS، حيث عرض فريق AIS النظام من خلال رصد قاذفة قنابل خفيفة من طراز Fairey Battle على بُعد ميلين (3.2 كم) على الرغم من أنها كانت موجهة نحو الرادار من الخلف. كان هذا أفضل بكثير من جهاز GEC. بعد ذلك بوقت قصير، تلقى رو أوامر من مكتب وات بتسليم جميع أعمال تطوير AIS إلى دي. [ 29 ] 

خط جانبي GL

كان منزل ليسون بمثابة تحسن كبير مقارنة بالأكواخ التي كانوا يشغلونها سابقًا، لكن فريق الذكاء الاصطناعي لم يمكث هنا سوى ثمانية عشر شهرًا قبل أن ينتقل مرة أخرى.

في هذه المرحلة، نُقل فريق الذكاء الاصطناعي من موقعه في سانت ألبانز إلى موقع جديد في مدرسة ليسون هاوس ، وهي مدرسة للبنات سابقًا ، تقع خارج لانغتون ماترافيرز . تطلّب الأمر بناء مختبر جديد في الموقع، مما تسبب في مزيد من التأخير، ولكن بحلول أواخر صيف عام 1940، أصبح نظام الماغنترون يعمل بكفاءة في الموقع الجديد. [ 30 ]

في غضون ذلك، أبدى الجيش إعجابه الشديد بأداء  أجهزة الرادار التجريبية عيار 25 سم، وأصبح مهتمًا باستخدامها كجهاز تحديد مدى في رادار توجيه المدفعية . يقوم المشغلون بتوجيه الرادار نحو الأهداف التي تحددها لهم رادارات البحث، ومن ثم تُنقل معلومات الرادار إلى الحواسيب التناظرية التي توجه المدافع.  لم تكن القدرة المحدودة لجهاز 25 سم مصدر قلق كبير في هذه الحالة، نظرًا لأن المدى سيكون قصيرًا نسبيًا والأهداف كبيرة نسبيًا. كان مركز التجارب الدفاعية الجوية التابع للجيش يعمل على هذا المشروع مستخدمًا تصميم الكليسترون من برمنغهام، وبشراكة صناعية مع شركة بريتيش تومسون-هيوستن (BTH). [ 31 ]

بحسب دي، في سبتمبر 1940، عندما سمع روو بهذا الأمر، حاول الاستحواذ على المشروع. [ 31 ] بعد اجتماع عُقد في 22 سبتمبر مع فيليب جوبير دي لا فيرت ، شكّل روو فريقًا لمشكلة نظام تحديد المواقع العالمي (GL) تحت إشراف دي إم روبنسون، مستعينًا بعدة أعضاء من فريق نظام تحديد المواقع الآلي (AIS)، وأخبرهم أن عليهم التركيز على مشكلة نظام تحديد المواقع العالمي خلال الشهر أو الشهرين القادمين. أدى هذا إلى تصاعد التوتر بين دي وروو، وخاصةً مع لويس، مساعد روو المقرب. ادعى دي أن روو "يستغل هذه الفرصة لمحاولة انتزاع مشكلة نظام تحديد المواقع العالمي من فريق هندسة الطيران والهندسة (ADEE)"، وأن "هودجكين وحده هو من يواصل العمل على نظام تحديد المواقع الآلي دون انقطاع، ولحسن الحظ، ينشغل لوفيل وورد بالعمل الأساسي على الهوائيات وأجهزة الاستقبال، وبالتالي فهما غير متأثرين نسبيًا بهذا الخلاف الجديد". [ 31 ]

بحسب لوفيل، لم يُمثّل هذا الأمر اضطرابًا كبيرًا كما اعتقد دي؛ فإلى حدٍّ ما، كان الجيش قد بدأ العمل على الكليسترون في برمنغهام لأغراض تحديد الأهداف، لذا لم يكن من الإنصاف تمامًا التذمّر من استخدامهم له الآن لهذا الغرض تحديدًا. تمثّلت مهمة لوفيل الرئيسية خلال هذه الفترة في تطوير نظام مسح مخروطي حسّن دقة شعاع الرادار مرات عديدة، بما يكفي للسماح باستخدامه مباشرةً لتحديد مواقع المدافع (أي بدقة مماثلة تقريبًا للأجهزة البصرية). لم يتطلّب هذا الأمر جهدًا كبيرًا، وسيكون مفيدًا لأي رادار سنتيمتري، بما في ذلك نظام تحديد المواقع الآلي (AIS). [ 32 ]

بعد ذلك بوقت قصير، في 21 أكتوبر، زار إدغار لودلو-هيويت ، المفتش العام لسلاح الجو الملكي البريطاني، الفريق. بعد الزيارة، أخبر رو الفريق بضرورة تجهيز مجموعة كاملة من قاذفات القنابل اليدوية (GL) لتركيبها على المدفع في غضون أسبوعين. [ 32 ] بحلول 6 نوفمبر، كان روبنسون قد جمع نظامًا أوليًا، ولكن بحلول 25 نوفمبر، أرسل مذكرة إلى رو ولويس تفيد بأن النظام لم يعمل سوى يومين فقط خلال التسعة عشر يومًا الماضية بسبب مجموعة متنوعة من المشاكل. في ديسمبر، طُلب منه أخذ العمل المنجز حتى ذلك الحين إلى شركة BTH لتطويره إلى نظام قابل للنشر. في 30 ديسمبر 1940، علّق دي في مذكراته قائلًا:

انتهت كارثة GL بنقل المشروع بأكمله إلى BTH، بما في ذلك اثنين من موظفي AMRE. لم يكن أي شيء يعمل بشكل صحيح في ليسون، ويشعر روبنسون أن تعلم لويس مدى اختلال التقنية الأساسية كان مفيدًا للغاية. [ 32 ]

على الرغم من خروج المشروع سريعًا من سيطرة AMRE، استمر التطوير في BTH. عدّلت وزارة التموين المواصفات إلى مغنطرون في يناير 1941، مما استلزم مزيدًا من التطوير، ولكنه أنتج نسخة ذات مدى وكفاءة أكبر بكثير. لم يتم تسليم المجموعة الأولى للاختبار إلا في 31 مايو، وعندها تم تسليم معلومات النظام إلى شركات كندية وأمريكية لتصنيعه. نُشرت النسخ الكندية لاحقًا باسم رادار GL Mk. III ، بينما أضاف الفريق الأمريكي في مختبر الإشعاع ميزة المسح التلقائي إلى نسختهم لإنتاج رادار SCR-584 المتميز . [ 32 ]

مسح

مع عودة فريق نظام تحديد الهوية الآلي (AIS) إلى التركيز الكامل على مهمة اعتراض الطائرات، كانوا قد طوروا نظام رادار متكاملًا. إلا أن النظام كان يعمل ككشاف ضوئي موجه نحو الهدف، وهو ما كان مناسبًا لتوجيه المدفعية، لكن لكي يكون فعالًا في مهمة الاعتراض، كان لا بد من أن يكون قادرًا على تحديد موقع الهدف في أي مكان أمام المقاتلة. فبدأ الفريق بدراسة طرق مختلفة لمسح شعاع الرادار بهدف تطوير وظيفة البحث. [ 29 ]

في البداية، فكّر الفريق في تدوير طبق الرادار حول محور رأسي، ثمّ إمالته لأعلى ولأسفل ببضع درجات مع كل دورة كاملة. كان من الممكن تنعيم الحركة الرأسية بالتحريك المستمر بدلاً من التحرّك على مراحل، مما يُنتج نمطًا حلزونيًا. مع ذلك، كان لهذا الحلّ عيبان: الأول هو أن الطبق كان يقضي نصف وقته مُوجّهًا للخلف، مما يحدّ من كمية الطاقة المُرسلة للأمام، والثاني هو أنه كان يتطلّب إرسال طاقة الميكروويف إلى الهوائي عبر مُغذٍّ دوّار. [ 29 ] في اجتماع عام عُقد في 25 أكتوبر، حضره دي وهودجكين وأعضاء من مجموعة GEC في مختبرات GEC، تمّ اتخاذ قرار بالمضيّ قدمًا في حلّ المسح الحلزوني على الرغم من هذه المشكلات. حلّت GEC مشكلة انقطاع الإشارة نصف الوقت باستخدام طبقين مُثبّتين ظهرًا لظهر، وتحويل خرج المغنطرون إلى الطبق المُوجّه للأمام في تلك اللحظة. اقترحوا في البداية أن يكون النظام متاحًا بحلول ديسمبر 1940، ولكن مع تقدم العمل أصبح من الواضح أنه سيستغرق وقتًا أطول بكثير. [ 33 ]

شاءت الصدف أن يتعرف هودجكين في يوليو 1940 على إيه دبليو ويتاكر من شركة ناش آند تومسون ، المعروفة بعملها على أبراج المدافع الآلية. وبدأ الحديث بينهما حول مشكلة المسح، فوصف هودجكين حلهم الحالي المتمثل في تحريك ثنائي القطب في مركز القطع المكافئ لأعلى ولأسفل مع تحريك القطع المكافئ نفسه يمينًا ويسارًا. لم يكن هودجكين مقتنعًا بأن هذا حل جيد، وثبتت صحة رأيه عندما بنى ويتاكر أول نسخة من هذا النظام في نوفمبر. فقد وجدوا أن الحركتين مجتمعتين تُسببان اهتزازات هائلة في النظام بأكمله. درس لوفيل وهودجكين المشكلة وتوصلا إلى فكرة جعل العاكس المكافئ يدور حول المحور الممتد من مقدمة الطائرة، راسمًا دوائر. ومن خلال زيادة زاوية العاكس تدريجيًا بالنسبة للمحور الأمامي مع استمرار الحركة الدائرية، كانت النتيجة النهائية نمط مسح حلزوني. تمكن ويتاكر من بناء نظام كهذا بسرعة، حيث قام بمسح منطقة مخروطية الشكل بزاوية 45  درجة على جانبي الأنف. [ 33 ] [ هـ ]

أنتجت أنظمة المسح الحلزوني واللولبي شاشات عرض مختلفة تمامًا من نفس البيانات الأساسية. في نظام المسح اللولبي، كان طبق الرادار يتحرك أفقيًا، مُنتجًا سلسلة من الخطوط عبر الشاشة أثناء المسح لأعلى ولأسفل، بحيث تكون الخطوط اللاحقة أعلى أو أسفل الخط السابق. وقد نتج عن ذلك شاشة عرض مسح نقطي ، تشبه إلى حد كبير شاشة التلفزيون. تسببت الصدى في سطوع الإشارة، مُنتجةً بقعة أو ومضة على الشاشة. يشير موقع الومضة إلى اتجاه الهدف بالنسبة لمقدمة الطائرة المقاتلة، والتي يُمثلها مركز الشاشة. كلما ابتعدت الومضة عن مركز الشاشة، ابتعد الهدف عن خط المنتصف. لم يكن المدى مُشارًا إليه بشكل مباشر في هذا النوع من العرض. [ 34 ]

على النقيض من ذلك، كان نظام المسح الحلزوني في جوهره نسخة دوارة من شاشة A-scope التقليدية. في شاشة A-scope، يقوم مولد قاعدة زمنية بسحب شعاع أنبوب أشعة الكاثود أفقيًا عبر الشاشة، وتشير ومضات إلى المسافة إلى الهدف على طول الخط الذي يشير إليه الرادار حاليًا. أما في المسح الحلزوني، فكان الاختلاف الوحيد هو أن الخط لم يعد أفقيًا دائمًا، بل كان يدور حول سطح الشاشة بنفس سرعة الطبق. تشير الومضات على الشاشة الآن إلى قيمتين: زاوية الهدف بالنسبة إلى الخط المركزي، والمسافة إلى الهدف ممثلة بالمسافة من المركز. ما فُقد في هذا العرض هو الإشارة المباشرة إلى مقدار الزاوية من المركز؛ إذ تشير ومضة في أعلى اليمين إلى أن الهدف كان في ذلك الاتجاه، لكنها لا تشير مباشرة إلى ما إذا كان منحرفًا بمقدار خمس أو عشر أو عشرين درجة. [ 35 ]

تبين لاحقًا أن المسح الحلزوني يوفر معلومات عن زاوية الانحراف، من خلال هندسة بسيطة وتوقيت دقيق. ولأن شعاع الرادار له عرض محدود، حوالي خمس درجات، فإنه يستقبل بعض الإشارة المرتدة حتى عندما لا يكون الهدف في مركز الشعاع. الهدف البعيد عن خط المركز لا يُضاء إلا عندما يُوجه الطبق في ذلك الاتجاه أثناء دورانه بسرعة بعيدًا عنه. والنتيجة هي قوس قصير على الشاشة بطول حوالي 10 درجات. أما الهدف الأقرب إلى المركز، لنقل خمس درجات إلى اليسار، فيُضاء بقوة عندما يُوجه الطبق إلى اليسار، ولكنه لا يزال يستقبل إشارة ضعيفة حتى عندما يُوجه إلى اليمين. هذا يعني أنه يُنتج إشارة مرتدة متغيرة تقريبًا طوال فترة الدوران، مما يُنشئ قوسًا أطول بكثير، أو دائرة كاملة إذا كان الهدف أمامك مباشرة. [ 35 ]

التطوير المستمر

لقد حل أنبوب ساتون في النهاية مشكلتين شائكتين لفريق AIS، حيث عمل كمذبذب محلي بالإضافة إلى مفتاح عالي السرعة.

في خريف عام 1940، وبينما كان فريق AMRE ينتظر وصول جهاز المسح الضوئي، طلب تسليم طائرة مزودة بأنف شفاف لاسلكيًا. [ 36 ] اقترحت شركة Indestructo Glass استخدام مادة بيرسبكس بسماكة 8 مليمترات (0.31 بوصة) ، بينما فضّل فريق AMRE مادة مركبة من نسيج البوليسترين والقطن المصري المربوط براتنج فينول فورمالديهايد (الغراء المستخدم في الباكليت )، أو مادة مركبة راتنجية ورقية مماثلة. تم اختيار حل البيرسبكس، وفي ديسمبر 1940، وصلت طائرة بريستول بلينهايم N3522 ، وهي طائرة مقاتلة ليلية معدلة من طراز بلينهايم V، إلى قاعدة سلاح الجو الملكي البريطاني في كرايستشيرش ، أقرب مطار مناسب. تطلّب الأمر عدة محاولات لتركيب الأنف بنجاح على طائرة الاختبار. ولم يتم حل مشاكل التركيب بالكامل إلا في ربيع عام 1941 عندما سلمت شركة Indestructo أغطية رادار مناسبة. [ 37 ] 

مع تقدم هذا العمل، واصلت الفرق تطوير النظام الأساسي. وواصل بيرتشام وأتكينسون تطوير قسم الإرسال، محاولين توليد نبضات طاقة قصيرة جدًا لتغذية المغنطرون. واستقروا في النهاية على حل يستخدم أنبوبين، ثايراترون وبنتود ، ينتج  نبضات مدتها 1 ميكروثانية بقدرة 15  كيلوواط. فضّلت شركة GEC تصميمًا يستخدم ثايراترونًا واحدًا، ولكن تم التخلي عنه لاحقًا لصالح تصميم AMRE. ودفعت أعمال أخرى هذا النظام إلى 50  كيلوواط، منتجًا 10  كيلوواط من الموجات الميكروية بتردد تكرار نبضات يبلغ 2500 دورة في الثانية. [ 38 ]

تولى سكينر مهمة تطوير كاشف بلوري مناسب ، والتي تمثلت أساسًا في تجارب لا حصر لها على بلورات مختلفة؛ وقد لاحظ لوفيل أن "ذكرى سكينر التي لا تُنسى من أيام عمله في وورث وليسون هي سيجارته المتدلية من فمه، منغمسًا تمامًا في النقر المتواصل على البلورة بإصبعه حتى عثرت الشعيرة على النقطة الحساسة التي تُعطي أفضل الخصائص". [ 39 ] أدى ذلك إلى استخدام شعيرة من التنجستن على زجاج السيليكون، مُحكمة الإغلاق داخل أنبوب زجاجي مملوء بالشمع. وواصل فريق أوليفانت في برمنغهام هذه التجارب وطوروا نسخة مُحكمة الإغلاق بكبسولة. [ 39 ]

اتضح أن جهاز استقبال الراديو يمثل مشكلة أكثر تعقيدًا. في البداية، قرروا استخدام نفس نظام الاستقبال الأساسي المستخدم في رادار Mk. IV السابق. كان هذا النظام في الأصل جهاز استقبال تلفزيوني صممته شركة Pye Ltd. لالتقاط بث BBC على تردد 45  ميجاهرتز. تم تعديله ليتوافق مع تردد رادار Mk. IV البالغ حوالي 200  ميجاهرتز باستخدامه كمرحلة تردد وسيطة في نظام سوبر هيتروداين . ولتحقيق ذلك، أضافوا أنبوبًا آخر لخفض التردد من 193  ميجاهرتز الخاص بالرادار إلى 45  ميجاهرتز. من الناحية النظرية، كان من المفترض أن يكون من السهل تعديل هذا النظام ليتوافق مع تردد AIS البالغ 3  جيجاهرتز، باستخدام حل مماثل. [ 39 ] لكن المشكلة كانت في ميل تردد الماغنيترون إلى الانحراف، بمقادير صغيرة من نبضة إلى أخرى، وبمقادير أكبر بكثير مع ارتفاع درجة حرارته وانخفاضها. أي نوع من أنواع خفض التردد الثابت، مثل المستخدم في رادار Mk. IV، لم يكن ليجدي نفعًا. بعد تجربة تصاميم متنوعة تعتمد على الكليسترونات والماغنيترونات القديمة، استسلموا في النهاية. [ 39 ]

قدّم الحل خبير الأنابيب الشهير روبرت دبليو ساتون في مؤسسة إشارات الأميرالية. صمّم ساتون أنبوبًا جديدًا لهذا الغرض، يُعرف اليوم باسم أنبوب ساتون ، ولكنه كان يُعرف آنذاك باسم كليسترون انعكاسي. كان هذا الأنبوب في الأساس كليسترونًا تقليديًا ثنائي التجويف، أُزيل أحد تجويفيه. يُغذّى التجويف المتبقي بكمية ضئيلة من خرج المغنطرون، مما يجعل الإلكترونات المارة به تتخذ نمط إشارة الراديو (وهذا هو أساس جميع الكليسترونات). في الوضع الطبيعي، تمر هذه الإلكترونات بعد ذلك إلى الرنان الثاني حيث يُؤخذ الخرج، ولكن في أنبوب ساتون، تقترب الإلكترونات بدلًا من ذلك من صفيحة عالية الجهد تعكسها عائدةً إلى مصدرها. من خلال التحكم الدقيق في جهد العاكس، تصل الإلكترونات وقد اكتسبت أو فقدت مقدارًا محددًا من السرعة، مما يُحدث إشارة بتردد مختلف في التجويف عند مرورها به للمرة الثانية. ينتج عن دمج التردد الأصلي والجديد إشارة جديدة تُرسل إلى جهاز الاستقبال التقليدي. قدم ساتون نموذجًا ينتج 300  ميغاواط في أكتوبر 1940. [ 39 ]

بقيت مشكلة واحدة، وهي الحاجة إلى هوائيين للبث والاستقبال. حاول لوفيل حلاً باستخدام ثنائيي قطب أمام عاكس مكافئ مشترك، يفصل بينهما قرص معدني قطره 13 سم ، لكنه وجد أن كمية كافية من الإشارة تتسرب لتتسبب في احتراق كاشفات البلورات في أجهزة الاستقبال. في 30 ديسمبر 1940، لاحظ دي أنه لم يتم التوصل إلى حل على هذا النحو، وأنه على الرغم من بذل قصارى الجهود، فإن البلورات لا تزال تدوم لبضع ساعات فقط. [ 40 ] اقترح إبسلي من شركة GEC حلاً آخر، حيث استخدم دائرة رنانة مكونة من أنبوبين شراريين وأحمال وهمية لإيقاف تشغيل مدخل جهاز الاستقبال باستخدام إشارة المغنطرون نفسه كإشارة تشغيل. نجح هذا الحل، لكن ثلاثة أرباع إشارة الخرج فُقدت في المفتاح. على الرغم من هذه المشكلة، قرر الفريق اعتماده لجهاز بلينهايم في فبراير 1941. [ 40 ] [ 41 ] 

اختبار الطيران

في يناير 1941، وصلت وحدات المسح الضوئي من شركتي GEC و Nash & Thompson إلى ليسون لإجراء الاختبارات. [ 36 ] كانت الطائرة لا تزال تُجهز بقبة الرادار ، لذا استغل الفريق الوقت لاختبار الوحدتين وجهاً لوجه لمعرفة ما إذا كانت إحداهما تتمتع بميزة واضحة في تفسير البيانات المعروضة. أثناء العمل على طاولة الاختبار، أثارت مشاهدة تشغيل الماسح الضوئي الحلزوني إعجاب الفريق. كتب دي لاحقاً:

لا بد من الاعتراف بأنه عندما شاهد أفراد سلاح الجو الملكي البريطاني في كرايستشيرش أول نظام مسح ضوئي يعمل بالذكاء الاصطناعي مُثبّتًا في طائرة، أُثيرت الشكوك حول سلامة عقول العلماء. فقبل أن يصل النظام إلى سرعة دوران تفوق قدرة العين على متابعتها، كان بالإمكان رؤيته يدور بطريقة غير منتظمة غريبة، مع رغبة واضحة واحدة هي الهروب من الطائرة تمامًا. [ 36 ]

بحلول مارس 1941، كانت أول وحدة من نظام التعرف الآلي (AIS) جاهزة لاختبارات الطيران. تم تركيبها على طائرة بلينهايم N3522 أسفل غطاء رادار من طراز مبكر مزود بشريط تقوية خشبي. قام هودجكين وإدواردز بأول رحلة تجريبية لها في 10 مارس، وبعد عطل بسيط في الصمامات، تمكنا من رصد الطائرة المستهدفة على ارتفاع يتراوح بين 1.5 و2.1 كيلومتر (5000 إلى 7000 قدم ) عند ارتفاع 760 مترًا (2500 قدم) ، وهو ارتفاع لا يتجاوز مدى طائرة Mk. IV عليه 760 مترًا (2500 قدم). [ 42 ] وباستخدام طائرة باتل كهدف، سرعان ما وصلوا إلى مسافة تتراوح بين 3.2 و4.8 كيلومتر ( 2 إلى 3 أميال ) . [ 43 ] استمرت اختبارات النموذج الأولي طوال شهر أكتوبر، مع حضور مستمر لمراقبين مدنيين وعسكريين رفيعي المستوى لفحصه. [ 44 ]      

في البداية، تجاوز المدى الأدنى 300 متر (1000 قدم) مقابل متطلبات سلاح الجو الملكي البريطاني البالغة 150 مترًا (500 قدم) . عمل عضوان من فريق نظام تحديد الهوية الآلي (AIS)، إدواردز وداونينغ، على هذه المشكلة لأكثر من ستة أشهر قبل أن ينجحا في تقليص المدى إلى ما بين 61 و152 مترًا (200 إلى 500 قدم ) . [ 45 ] مثّل هذا تقدمًا ملحوظًا مقارنةً بنظام تحديد الهوية الآلي من طراز Mk. IV، الذي كان مداه لا يزال حوالي 240 مترًا (800 قدم) أو أكثر. في ذلك الوقت، قررت وزارة الطيران طلب إنتاج النظام في أغسطس 1941 تحت اسم AIS Mk. I، ثم أُعيد تسميته لاحقًا إلى AI Mk. VII. [ 46 ]     

توقع الفريق في البداية أن يصل مدى الكشف العملي للنظام إلى حوالي 16 كيلومترًا ، لكنه لم يتمكن من تجاوز هذا المدى. ويعود جزء كبير من ذلك إلى عدم كفاءة النظام المستخدم لحجب جهاز الاستقبال أثناء نبضة الإرسال، مما أدى إلى هدر معظم طاقة الراديو. وقدّم آرثر كوك الحلّ الأخير، حيث اقترح استخدام أنبوب ساتون المملوء بغاز مخفف كمفتاح، بدلاً من نظام فجوة الشرارة. أثناء الإرسال، تتسبب قوة المغنطرون في تأين الغاز، مما يُشكّل مرآة راديوية مثالية تقريبًا تمنع الإشارة من الوصول إلى المخرج. وعند انتهاء النبضة، يتلاشى تأين الغاز بسرعة، مما يسمح للإشارات بالتدفق عبر التجويف (أو حوله) والوصول إلى المخرج. تولى سكينر تطوير الفكرة مع وارد وستار، حيث جرّبوا في البداية الهيليوم والهيدروجين، [ 47 ] لكنهم استقروا في النهاية على كمية ضئيلة من بخار الماء والأرجون. [ 48 ] تم إنتاج التصميم الناتج، والمعروف باسم أنبوب ساتون الناعم ، تحت اسم CV43 ووصلت النماذج الأولى في صيف عام 1941. [ 43 ] 

أظهر هذا الاختبار أيضًا ميزتين غير متوقعتين، ولكنهما مفيدتان للغاية، لنظام المسح الحلزوني. الأولى هي أنه نظرًا لأن نمط المسح كان يعبر الأرض عند توجيه الهوائي للأسفل، فإن الإشارات الأرضية المرتدة تُنتج سلسلة من الخطوط المنحنية على طول الجزء السفلي من الشاشة. وقد شكّل هذا ما يُشبه الأفق الاصطناعي ، وهو ما وجده مشغلو الرادار مفيدًا للغاية في القتال، إذ يُمكنهم من معرفة ما إذا كان الطيار يستجيب لأوامرهم بشكل صحيح على الفور. وقد سجّل العديد من أعضاء الفريق دهشتهم من هذه النتيجة، مشيرين إلى أن التأثير كان واضحًا عند النظر إليه لاحقًا، وكان من المفترض توقعه. [ 43 ]

كانت المفاجأة الأخرى هي أن الإشارات الأرضية المرتدة تسببت في إشارة خاطئة تظهر دائمًا على نفس مدى ارتفاع الطائرة الحالي، بغض النظر عن اتجاه الطبق. كان هذا مشابهًا إلى حد كبير لنمط Mk. IV، ولكن في هذه الحالة، كانت الإشارة أضعف بكثير عندما لا يكون الطبق موجهًا للأسفل. فبدلاً من جدار من الضوضاء على مدى ارتفاع الطائرة، تسببت الإشارة في ظهور حلقة خافتة، مما جعل الأهداف على كلا الجانبين مرئية. [ 43 ] كانت الحلقة في البداية واسعة جدًا، بسبب الإشارات المرتدة ليس فقط أسفل الطائرة مباشرة، بل من أماكن أبعد أيضًا. بعد عدة أشهر من العمل، تمكن هودجكين وإدواردز من توفير جهاز تحكم في الضبط يعمل على كتم الإشارات الأضعف، تاركًا حلقة واضحة تشير إلى ارتفاع الطائرة. كان هذا أيضًا مؤشرًا مفيدًا للمشغلين، حيث يمكنهم رؤية أنهم على نفس ارتفاع هدفهم عندما تتداخل الحلقة مع إشارة الهدف. [ 42 ]

أخيرًا، لاحظ الفريق أن النظام غالبًا ما يُنتج أصداءً زائفة أثناء العواصف المطرية الغزيرة، [ 49 ] وبرزت إمكانية استخدامه كنظام للأرصاد الجوية على الفور. مع ذلك، كانوا على يقين من أن الأطوال الموجية الأقصر، كتلك الموجودة في نطاق X الذي تُجرى عليه التجارب، ستُحدث تفاعلًا أكبر، ولم يُؤخذ هذا الأمر في الحسبان آنذاك. [ 50 ]

مزيد من التطوير

كان اكتشاف نظام التعرف الآلي (AIS) للغواصة البريطانية "إتش إم إس سي لايون" بمثابة ضربة قاضية لأسطول الغواصات الألمانية. وبحلول عام 1943، أصبحت طائرات قيادة السواحل المزودة برادارات ASV ذات دقة سنتيمترية قادرة على تعقب الغواصات حتى لو كانت أجزاء صغيرة منها فوق سطح الماء.

خلال فصل الصيف، استُخدمت المجموعة التجريبية الأصلية في سلسلة من التجارب ضد الغواصات. أُجريت التجربة الأولى في 30 أبريل 1941 ضد الغواصة البريطانية "إتش إم إس سي لايون" ، والثانية في الفترة من 10 إلى 12 أغسطس ضد الغواصة "أو آر بي سوكول" . وقد أثبتت هذه التجارب بوضوح قدرة نظام التعرف الآلي (AIS) على رصد الغواصات حتى مع ظهور برج القيادة فقط، تمامًا كما كانت تأمل الأميرالية. أدى ذلك إلى إصدار أوامر بتصنيع رادارات جو-سطح تعتمد على إلكترونيات نظام التعرف الآلي. [ 51 ]

أُتيحت طائرة بلينهايم ثانية، V6000 ، لإجراء المزيد من الاختبارات. بدأ الفريق باستخدام هذه الطائرة كمنصة اختبار لحلول مسح بديلة، تاركين الطائرة الأصلية N3522 بنظام المسح الحلزوني. تمثلت إحدى الاختبارات الأولى في استخدام نظام مسح يدوي بدلاً من النظامين الحلزوني أو اللولبي، مما يسمح للمشغل بمسح السماء باستخدام أدوات التحكم في أجهزة الاستقبال. بمجرد العثور على هدف، يمكنهم تشغيل مفتاح، وسيقوم النظام بتتبع ذلك الهدف تلقائيًا من تلك النقطة. بعد جهد كبير، قرروا أن هذا المفهوم ببساطة غير فعال، وأن أنظمة المسح الميكانيكية هي الحل الأمثل. [ 52 ]

ثم بدأ الفريق بمقارنة أداء وسهولة استخدام الماسحات الضوئية الحلزونية مقابل الماسحات اللولبية، مع تركيب نظام GEC الحلزوني في جهاز V6000 . بعد اختبارات مكثفة أجراها جورج إدواردز وأوكين من شركة GEC، لم يتوصلوا إلى استنتاجات قاطعة حول النظام الأفضل. توقف العمل على هذه الأنظمة مع ازدياد الضغط لتثبيت وحدات Mk. VII، التي كانت تتحسن كميتها. ويبدو أن هذا هو السبب أيضًا في تجاهل النسخ الأمريكية، المعروفة باسم SCR-520، إلى حد كبير بعد تطويرها بسرعة فائقة خلال فصل الشتاء. ويشير بوين، الذي كان قد عاد من الولايات المتحدة في ذلك الوقت، إلى الارتباك الذي ساد خلال التسرع في التثبيت. [ 53 ]

مارك 7

مع تحسن الأحوال الجوية خلال ربيع عام ١٩٤١، بدأ سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) بتكثيف حملته الجوية الليلية، المعروفة باسم " بليتز" . وبحلول ذلك الوقت، كانت هناك عدة تغييرات في أسراب المقاتلات الليلية مهيأة لتحسين أداء الدفاع بشكل كبير. فإلى جانب تزايد أعداد طائرات "بيوفايتر" من طراز Mk. IV، أصبحت أولى رادارات الاعتراض التي يتم التحكم فيها أرضيًا متاحة، مما حسّن بشكل كبير من كفاءة عمليات الاعتراض. واستمرت خسائر قوات المقاتلات الليلية في التزايد طوال فصل الربيع، حيث تضاعفت تقريبًا كل شهر حتى أوقف سلاح الجو الألماني حملة "بليتز" في نهاية شهر مايو. [ ٥٤ ]

خلال هذه الفترة، لاحظ الألمان أن الطائرات التي تُلقي الألغام في الموانئ والأنهار تعود بنجاح في أغلب الأحيان. كانت هذه الطائرات تحلق على ارتفاعات منخفضة طوال مهماتها، عادةً أقل من 1.5 كيلومتر . وسرعان ما بدأوا باستغلال هذه الميزة، فاختاروا أهدافًا قريبة من الساحل ونفذوا المهمة بأكملها على ارتفاعات منخفضة. ويعود سبب نجاحهم بالدرجة الأولى إلى أن أدنى زاوية كشف لرادار CH كانت حوالي 1.5 درجة فوق الأفق، مما يعني أن الطائرات كانت تستطيع الاقتراب كثيرًا قبل رصدها، فلا يتبقى وقت يُذكر لترتيب عملية اعتراض. تمكن وات من الاستجابة السريعة لهذا التهديد من خلال استلام شحنات من رادار للجيش البريطاني طُوّر في الأصل لكشف السفن في القناة الإنجليزية، وتركيبه على صواري عالية لتوفير مدى رؤية واسع، وإعادة تسميته إلى Chain Home Low (CHL). كان رادار CHL فعالًا حتى ارتفاع 150 مترًا تقريبًا . [ 55 ]  

بينما وفر نظام CHL إمكانية رصد الغارات، كانت المقاتلات الليلية المجهزة بنظام Mk. IV عاجزة عن إيقافها. فعلى ارتفاع أقل من 1500 متر (5000 قدم)، كانت فرصة رؤية الهدف شبه معدومة. وقد كانت أجهزة AIS مثالية لسد هذه الفجوة، مما أدى إلى برنامج عاجل لإدخالها الخدمة بأسرع وقت ممكن. وفي مايو 1941، تم طلب عقد من شركة GEC لتصنيع 100 نموذج أولي يدوي الصنع، وأُطلق عليها اسم AI Mk. VII. [ 41 ] [ f ] وفي نهاية يوليو، أمر شولتو دوغلاس بتجهيز أربعة أجهزة بأقصى سرعة لتوفير وحدات اختبار تشغيلية. [ 56 ] 

في هذه المرحلة، بدأ دي جهوده لتركيب النظام على منصته المُخصصة، وهي طائرة بريستول بوفايتر . وكُلِّف هودجكين بمهمة الحصول على نموذج من بريستول مُجهز بقبة الرادار، لكنه وجد أن المهندس المسؤول عن الورشة كان مترددًا في ذلك. وبعد ضغوط كبيرة من دي وآخرين، تم تعديل الطائرة X7579 بسرعة، ووصلت إلى كرايستشيرش في سبتمبر 1941. في ذلك الوقت، كانت طائرة Mk. VII تتألف من عدد كبير من صناديق المعدات الكبيرة نسبيًا، والتي كانت غير مناسبة تمامًا للاستخدام الإنتاجي، وقد أعرب هودجكين عن دهشته من مدى تقدم العمل على الرغم من ذلك. وأصبحت الطائرة جاهزة للاختبار في 2 أكتوبر. [ 52 ]

المنافسة الأمريكية

تم استخدام طائرة بوينغ 247 دي الكندية السابقة ، DZ203 ، على نطاق واسع خلال الحرب لاختبار أنظمة الرادار الأمريكية في المملكة المتحدة.

بقي بوين في الولايات المتحدة بعد مهمة تيزارد، وكان له دورٌ محوريٌ في إنشاء مختبر الإشعاع التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والذي وصف تقدمه بحلول نوفمبر 1940 بأنه "رائع". [ 57 ] بدأ بوين العمل مع مختبر الإشعاع على ما عُرف لاحقًا باسم المشروع 1، وهو تطوير رادار ذكاء اصطناعي قائم على المغنطرون، مشابه للنموذج الأولي لنظام AIS. [ g ] كان نظامهم الأول، المشابه عمومًا لوحدة المسح الحلزوني GEC، جاهزًا للاختبار في فبراير 1941، وتم تركيبه على مقدمة قاذفة دوغلاس B-18 بولو . حلّق لأول مرة في 10 مارس، وهو نفس اليوم الذي حلّق فيه أول جهاز AIS في المملكة المتحدة. خلال هذه الرحلة، قدّر بوين المدى الأقصى بـ 10  أميال، وفي رحلة عودتهم، مرّوا فوق أحواض بناء السفن في نيو لندن، كونيتيكت، واكتشفوا غواصة طافية على السطح على بُعد حوالي 4 إلى 5 أميال (6.4-8.0 كم) . [ 13 ]  

بعد أن سمع هيو داودينغ ، الذي كان يزور الولايات المتحدة آنذاك، عن هذا الأداء، أصرّ على رؤيته بنفسه. في 29 أبريل، وبعد رصد طائرة هدف على بُعد حوالي 3.2 إلى 4.8 كيلومتر، سأل داودينغ بوين مرة أخرى عن الحد الأدنى للمدى، والذي أثبتا أنه حوالي 150 مترًا . أُعجب داودينغ بالأداء، وقبل مغادرته عائدًا إلى المملكة المتحدة، التقى بنظيره جيمس إي. تشاني ، وأخبره عن أداء النظام وحثّه على تطويره فورًا لشرائه من قِبل سلاح الجو الملكي البريطاني. [ 13 ]   

مُنحت شركة ويسترن إلكتريك عقدًا لتسليم خمس وحدات إضافية على وجه السرعة، تحت اسم AI-10. [ ] ستحتفظ ويسترن إلكتريك بواحدة منها، وتحتفظ شركة بيل تيليفون بأخرى، وستحل واحدة محل الوحدة الأصلية في طائرة B-18، وستُرسل أخرى إلى المجلس الوطني للبحوث في كندا، بينما ستُرسل الأخيرة إلى المملكة المتحدة. كان من المقرر في الأصل تركيب النسخة البريطانية إما في طائرة دوغلاس A-20 هافوك أو في طراز سلاح الجو الملكي البريطاني المعروف باسم بوسطن، لكن لم تكن أي من هاتين الطائرتين متاحة. بدلاً من ذلك، زوّد المجلس الوطني للبحوث الكندي طائرة بوينغ 247 ، وبعد تجربة تركيبها، تم تفكيكها وشحنها إلى المملكة المتحدة. وصلت إلى قاعدة سلاح الجو الملكي البريطاني في فورد، وأُعيد تجميعها تحت اسم DZ203 في 14 أغسطس، وخضعت لاختبارات واسعة النطاق، نالت استحسان الجميع إلى حد كبير. [ 58 ]

كان أداء نظام AI-10 مماثلاً لأنظمة AIS من نفس الحقبة، لكن بوين لم يجد رغبة قوية لدى سلاح الجو الملكي البريطاني في شراء الجهاز. يُعزى ذلك إلى عدة عوامل، منها إرهاق فريق AMRE بتركيب معداتهم الخاصة، بالإضافة إلى ما يُعرف بـ" متلازمة عدم الاختراع هنا" . [ 58 ] مع ذلك، يبدو أن مشكلتين تقنيتين هما السبب الرئيسي. الأولى هي أن النظام لم يكن يعرض المدى مباشرةً، وكان لا بد من التحويل إلى وضع عرض منفصل وُصف بأنه عديم الفائدة عمليًا. علاوة على ذلك، كان حجم الجهاز كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن تركيبه بسهولة في طائرة بيوفايتر، إذ صُمم في الأصل لطائرة هافوك (P-70) الأكبر حجمًا بكثير، أو حتى طائرة نورثروب P-61 بلاك ويدو الأكبر حجمًا . [ 46 ]

واصلت الولايات المتحدة العمل على نظام AI-10، وأدخلته حيز الإنتاج تحت اسم SCR-520. بلغ وزن نظام SCR-520-B، المستخدم في طائرة P-70، 270 كيلوغرامًا (600 رطل) موزعة على ست وحدات، أكبرها يبلغ طول ضلعها حوالي 0.91 متر (ياردة مربعة) . أدت الجهود المبذولة لتطوير نسخة أصغر إلى ظهور نظام SCR-720-A الأصغر حجمًا، ثم إلى نظام SCR-720 النهائي، الذي كان أداؤه مشابهًا لنظام 520 ولكنه أصغر حجمًا بكثير، حيث انخفض وزنه إلى 187 كيلوغرامًا (412 رطلًا) فقط . [ 59 ]   

دخلت Mk. VII الخدمة

حققت طائرة بيوفايتر X7579 أول نجاح لنظام رادار الميكروويف.

مع وصول طائرات Mk. VII خلال شهري أكتوبر ونوفمبر من عام 1941، تم تجهيزها في كرايستشيرش ثم إرسالها إلى وحدة اعتراض المقاتلات (FIU). تولت وحدة اعتراض المقاتلات مهام عدد من الوحدات التجريبية المتفرقة، وركزت جميع أنشطة رحلات الاختبار لقيادة المقاتلات. وصلت هذه العملية في النهاية إلى سرب SD، وانتقلوا إلى قاعدة سلاح الجو الملكي البريطاني فورد في 10 نوفمبر، وعندها عادت كرايستشيرش لتكون قاعدة فرعية لقاعدة سلاح الجو الملكي البريطاني هيرن . [ 60 ]

أجرت وحدة الاستخبارات المالية (FIU) المُنشأة حديثًا أول رحلة تجريبية للطائرة X7579 المزودة بنظام AIS التجريبي في 30 نوفمبر، واستمرت الاختبارات حتى 14 ديسمبر. خلال إحدى الرحلات التجريبية في 12 ديسمبر، رصد المشغلون قاذفة قنابل من طراز يونكرز Ju 88 تقوم بدورية زرع ألغام فوق مصب نهر التايمز. قرر الطاقم شن هجوم، مما أدى إلى إلحاق أضرار بالطائرة Ju 88 وتناثر الزيت من محركاتها على زجاجهم الأمامي. هبطوا بسلام، واحتفلوا بأول نجاح لنظام AIS. [ 60 ] بحلول 15 مايو، بلغ إجمالي عدد هذه النماذج التجريبية المدمرة سبعة نماذج، والعديد منها متضرر. [ 61 ]

وصلت طائرات Mk. VII بأعداد محدودة على مر الزمن. وحتى في الخدمة التجريبية، أثبتت هذه الطائرات أنها أنظمة ممتازة. وأشار تقرير أعدته وحدة الاستخبارات المالية (FIU) إلى أنها تسببت في مشاكل أقل بكثير من الإصدارات السابقة من Mk. IV التي كانت في نفس مرحلة التطوير. وحثت الوحدة على إكمال سربين في أسرع وقت ممكن. [ 60 ]

حققت وحدة الاستخبارات الجوية (FIU) أول نجاح لها باستخدام طائرة إنتاجية من طراز Mk. VII ليلة 5/6 يونيو 1942، عندما اعترضت طائرة من طراز Beaufighter طائرة Dornier Do 217 فوق مصب نهر التايمز وأسقطتها. عمومًا، تزامن إدخال طائرة Mk. VII مع انخفاض نشاط سلاح الجو الألماني (لوفتفافه )، لكن هذه الأنظمة استمرت في تحقيق انتصارات متفرقة ضد الطائرات التي تحلق على ارتفاعات منخفضة. في نهاية المطاف، حققت طائرات Mk. VII العاملة فوق المملكة المتحدة وفي البحر الأبيض المتوسط ​​100 انتصار، أي انتصار واحد لكل مجموعة تم تصنيعها. [ 62 ]

مارك 8

مع بدء وصول وحدات Mk. VII التجريبية، كان يجري العمل على تطوير النسخة الإنتاجية النهائية Mk. VIII. تمثلت إحدى أبرز المشكلات في ضرورة تقليص حجم وتعقيد حزمة الرادار بشكل كبير، والتي كانت تشغل الجزء الخلفي من طائرة بيوفايتر بالكامل تقريبًا. كما تمثلت مشكلة أخرى في الرغبة في استخدام أنابيب ساتون الجديدة للتبديل، والتي كان من المتوقع أن تزيد بشكل كبير من مدى النظام. كذلك، كان من المرغوب فيه إيجاد طريقة لاستخدام نظام تحديد هوية الصديق والعدو (IFF) ومنارات الراديو مع أنظمة التعرف الآلي (AIS)، حيث صُممت أجهزة الإرسال والاستقبال السابقة خصيصًا للاستماع والاستجابة على ترددات نظام التعرف الآلي الأصلي Mk. IV التي تبلغ حوالي 193  ميجاهرتز. [ 63 ]

كانت مشكلة أجهزة الإرسال والاستقبال تتفاقم قبل إدخال نظام AIS. يعتمد نظام IFF على جهاز استقبال/إرسال صغير يستقبل نبضات الرادار ويُصدر نبضة منخفضة الطاقة على نفس التردد ولكن بتأخير طفيف. تعود الإشارة إلى الطائرة المُجهزة بالرادار مع إشارة الرادار الأصلية. عند تضخيم الإشارتين وعرضهما، تتسبب إشارة IFF في تمدد الإشارة الظاهرة على شاشة الرادار.  بحلول ذلك الوقت، كان نظام الرادار الأصلي بطول 1.5 متر قد تم تكييفه لمجموعة واسعة من الأدوار، بما في ذلك الذكاء الاصطناعي، ومكافحة المركبات الجوية، والعمل كأساس لكل من رادار CHL ورادار AMES Type 7 GCI الجديد. لتجنب مشاكل التداخل، كان كل من هذه الأنظمة يعمل على ترددات مختلفة قليلاً، من حوالي 180 إلى 210  ميجاهرتز. أضافت البحرية والجيش تعديلاتهما الخاصة. كان لا بد من تعديل نظام IFF Mk. II ، المصمم أصلاً للاستجابة لنظام Mk. IV، بشكل متكرر للاستجابة لترددات الرادار الجديدة، ولم يكن أي من النماذج العديدة قادراً على الاستجابة لجميع هذه الترددات. [ 63 ]

كان الحل هو اختيار تردد واحد لتشغيل جميع أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بنظام تحديد الصديق والعدو (IFF)، بغض النظر عن التردد الطبيعي لنظام الرادار. كان التردد المختار 180  ميجاهرتز، وهو أقل بقليل من أدنى تردد  لأجهزة الرادار الموجودة بقطر 1.5 متر. تم ضبط راديو جهاز الإرسال والاستقبال على هذا التردد فقط، وليس على الرادار نفسه. أضاف نظام الرادار أيضًا نظام راديو منفصلًا لإرسال واستقبال هذه النبضات، وهو جهاز الاستجواب . عندما يضغط مشغل الرادار على زر في لوحة التحكم، يبدأ جهاز الاستجواب بإرسال نبضات متزامنة مع نبضات وحدة الرادار. ثم تستجيب وحدة تحديد الصديق والعدو في الطائرة المستهدفة بنبضات بنفس التوقيت. يتم مزج خرج مستقبل جهاز الاستجواب مع خرج الرادار، مما يتسبب في امتداد الإشارة كما كان من قبل. عند إضافة هذا إلى شاشة المسح الحلزوني، بدلاً من امتداد الإشارة، تظهر إشارة تحديد الصديق والعدو كسلسلة من أجزاء خطية قصيرة تمتد للخارج من منتصف الشاشة، وهو نمط شروق الشمس . [ 63 ]

لأسباب غير معروفة، لم يقرر الفريق استخدام النظام نفسه كمنارة لاسلكية، كما كان الحال في النسخة الرابعة. وبدلاً من ذلك، قرر هودجكين وكليج، خلال اجتماعين عُقدا في 13 و14 يوليو 1941، استخدام تردد الرادار نفسه لهذا الغرض. تطلب ذلك وجود أجهزة إرسال واستقبال جديدة على الأرض لدعم المقاتلات الليلية المجهزة بنظام AIS. كما تم تعديل الرادار بإضافة مفتاح لتغيير تردد تكرار النبضات من 2500 إلى 930  هرتز، مما زاد مداه الأقصى إلى 160 كيلومترًا . [ i ] وللتعويض عن انخفاض عدد النبضات المرسلة، تم تمديد عرض النبضة وإرسال نبضتين متتاليتين، بحيث لم تتغير القدرة الإشعاعية الكلية. [ 41 ] 

بالإضافة إلى ذلك، حقق فريق الماغنيترون في برمنغهام خلال هذه الفترة إنجازًا هامًا. تمثلت إحدى مشكلات الماغنيترون في أن كل نبضة تُحدث تذبذبات مختلفة قليلاً داخل كل تجويف، ما يؤدي أحيانًا إلى تداخلها. مع بعض الأنماط، وخاصة نمط باي ، تتجمع الإشارات ويصبح الأنبوب أكثر كفاءة. اكتشف جيمس سايرز أنه عند مدّ شريط معدني بين الفصوص المتناوبة لتجاويف الماغنيترون، يُفضّل نمط باي بشدة. سمح هذا بزيادة مستويات الطاقة بشكل كبير، وبدأت شركة GEC بإنتاج جهاز CV64 الجديد، المصمم للعمل بقدرة تصل إلى 50  كيلوواط. عُرفت هذه الأجهزة باسم الماغنيترونات الشريطية . [ 64 ]

أخيرًا، بحلول ذلك الوقت، طوّرت المؤسسات الإلكترونية البريطانية وسائل لإنتاج نبضات منخفضة الطاقة ذات مدة قصيرة للغاية، استُخدمت لإنتاج مقاييس إلكترونية على الشاشات نفسها. ولأن خطوط هذه المقاييس رُسمت باستخدام الإشارات نفسها المستخدمة في نبضات الرادار الرئيسية، فقد كانت متزامنة تمامًا مع الرادار، مما وفّر قياسات دقيقة للمسافة دون الحاجة إلى معايرة مقياس ميكانيكي خارجي. النظام المُعتمد في النسخة الثامنة (Mk. VIII) كان يرسم دوائر كل 3.2 كيلومتر ( ميلين) بحد أقصى 13 كيلومترًا (8 أميال) . وتمّ إدخال نمط عرض جديد للمراحل الأخيرة من عملية الاعتراض، حيث زاد معدل تكرار النبضات (PRF) ووسّع نطاق العرض إلى 3.2 كيلومتر ( ميلين) ، مع توليد المقياس دوائر على فترات 610 أمتار (2000 قدم) . [ 65 ]    

خطة الإنتاج

مع نجاح نظامي AIS وMk. VII، ظهرت خطط لإعادة تجهيز كامل أسطول المقاتلات الليلية بنظام Mk. VIII. وُضعت خطة من ثلاث مراحل. في المرحلة الأولى، ستقوم شركة GEC بتصنيع 500 جهاز وفقًا لمعيار Mk. VIIIA المؤقت، على أن يتم تسليمها في نهاية عام 1942. وكان من المفترض أن تكون هذه الأجهزة قابلة للاستخدام مع منارات سنتيمترية مصممة خصيصًا لها، ولكنها لم تكن تتضمن نظام تعريف الصديق والعدو (IFF). أُرسل طلبٌ لتصنيع 1500 جهاز من خط إنتاج جديد إلى شركة EKCO ، مع إدخال أي تعديلات لازمة لمعالجة المشاكل التي وُجدت أثناء إنتاج واستخدام نظام Mk. VIIIA، بالإضافة إلى دعم نظام IFF. أخيرًا، ستكون النسخة الأخيرة هي Mk. VIIIB، والتي تضمنت مجموعة أوسع من أوضاع المنارات ونظام IFF، والتي ستُدمج في خط الإنتاج فور جاهزيتها. [ 62 ] لسوء الحظ، كما أشار هودجكين:

اتضح وجود منافسة شديدة بين شركتي EKCO وGEC، حيث كانت كل شركة مصممة على تصميم نظام AI Mk. VIII بطريقتها الخاصة، بينما رأى سلاح الجو الملكي البريطاني، عن حق، ضرورة امتلاك مجموعات متطابقة من المعدات. ويعود سبب مشاركة الشركتين إلى شعور كبار المسؤولين في مركز أبحاث وتطوير الأسلحة (TRE)، دي وسكينر ولويس، بأن شركة GEC ستُماطل دائمًا لأنها تتوق إلى مشروعها الخاص بمدفع 20 سم، وأن السبيل الوحيد لتسريع الأمور هو إدخال عنصر المنافسة في النظام. [ 66 ]

وصلت أول رادار Mk. VIIIA مصنوع يدويًا إلى كرايستشيرش في مارس 1942، ولكن يبدو أنه لم يُسلّم إلى وحدة الاستخبارات الميدانية. في هذه المرحلة، تورط تطوير الرادار السنتيمتري برمته في مخاوف جديدة بشأن تزايد فعالية استخبارات الإشارات التابعة لسلاح الجو الألماني ودفاعات المقاتلات الليلية. في يونيو 1942، ظهرت أولى الدلائل على قيام الألمان بتشويش  رادارات 1.5 متر، مما أدى إلى مطالبات لفريق الاستخبارات الجوية بالمساعدة في إدخال رادار Mk. VIIIA إلى الخدمة في أسرع وقت ممكن، وبالتالي تأخير تطوير نسخ محسّنة منه مرة أخرى. [ 67 ]

خطوة أخرى

كانت مالفيرن أكثر إثارة للإعجاب من باودسي، وكانت أخيراً موقعاً داخلياً مناسباً.

في فبراير 1942، تمكنت البارجتان الألمانيتان شارنهورست وغنيزيناو من الفرار من بريست، فرنسا ، في عملية "اندفاع القناة" ، دون أن يتم رصدهما حتى توغلتا في القناة الإنجليزية. وكانت القوات البرية الألمانية قد زادت تدريجياً من تشويشها على الرادار البريطاني على مدى أسابيع، دون أن يدرك المشغلون البريطانيون ذلك. وفي أعقاب ذلك، وافق اللورد ماونتباتن ووينستون تشرشل على خطط لشن غارة على محطة الرادار الألمانية في برونيفال ، بالقرب من لو هافر . أسفرت غارة "بايتينغ" عن الاستيلاء على نظام رادار ألماني من طراز فورتسبورغ ، بالإضافة إلى أحد مشغلي الرادار. [ 68 ]

خلال الأسابيع اللاحقة، انتاب السلطات البريطانية قلقٌ من ردّ الألمان بالمثل. وعندما أفادت الاستخبارات بوصول كتيبة مظليين ألمانية عبر القناة الإنجليزية، صدرت الأوامر لرو بنقل الوحدة بأسرع وقت. ووقع على عاتق سبنسر فريمان من منظمة خدمات الطوارئ مهمة إيجاد موقع مناسب. بدأ فريمان بالبحث في قوائم المدارس والمستشفيات غير المكتملة التابعة لوزارة الأشغال والمباني، لكن لم يبدُ أيٌّ منها مناسبًا. وبينما كان ينتظر انتهاء غارة جوية في بريستول، تذكر فريمان أن أحدهم ذكر كلية مالفيرن . كانت هذه الكلية قد خُصصت في الأصل لاستخدام الأميرالية في حال اضطرارها لمغادرة لندن، ولكن بحلول ذلك الوقت لم يعد خطر الغزو وشيكًا، ولم تعد هناك حاجة للموقع. [ 69 ]

عندما زار الفريق المدرسة في أبريل، وجدوها خالية، مما أسعدهم. إلا أن ذلك كان بسبب عطلة عيد الفصح التي كان الطلاب يقضونها هناك، وسرعان ما عادوا. أبدى مدير المدرسة، هـ. غونت، قلقه إزاء وصول عدد كبير من مفتشي الحكومة في 25 أبريل، والذين غادروا دون إبلاغهم بأي شيء. وعندما تواصل مع وزارة الأشغال والتخطيط، أُبلغ بأن إحدى الدوائر الحكومية ستنتقل إلى المدرسة، مما سيضطره إلى نقل الطلاب للمرة الثانية خلال عامين. [ 69 ]

انتقلت مجموعة ADRDE التابعة للجيش، والمتخصصة في تطوير رادارات توجيه المدافع والإنذار المبكر المحمولة على الشاحنات، إلى الموقع في مايو، وأُعيد تسميتها إلى مؤسسة أبحاث وتطوير الرادار (RRDE). وسرعان ما انضمت إليها عناصر من AMRE، التي أُعيد تسميتها بدورها إلى مؤسسة أبحاث الاتصالات (TRE). بعد الوصول، وضعت الفرق خطة لتركيب أول ست مجموعات من أنظمة الذكاء الاصطناعي في قاعدة ديفورد الجوية التابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني، تحت إشراف فنيي سلاح الجو الملكي، حيث تُنقل الطائرات إلى محطتي تركيب تشغيليتين لتكون بمثابة طائرات نموذجية للمجموعات الجديدة عند وصولها. وقد أثبت هذا النظام نجاحًا كبيرًا، حيث بلغ عدد الطائرات المُسلّمة 80 طائرة شهريًا في ذروة الإنتاج. [ 67 ]

نافذة

تم إسقاط حزم من النوافذ من طائرة أفرو لانكستر خلال غارة على دويسبورغ .

في الوقت نفسه، كانت بوادر صراع تلوح في الأفق بين قيادة المقاتلات وقيادة القاذفات . كانت قيادة القاذفات تُصعّد حملتها، لكنها كانت تتكبد خسائر متزايدة على يد دفاعات جوزيف كاموبر التي أصبحت أكثر فعالية. بدأت قيادة القاذفات بالضغط للحصول على إذن باستخدام الشراك الخداعية ، المعروفة في المملكة المتحدة بالاسم الرمزي " نافذة "، والتي أثبتت الاختبارات قدرتها على تعطيل أنظمة الرادار. أمر قائد القوات الجوية تشارلز فريدريك ألجينون بورتر قيادة القاذفات بالبدء في استخدام "نافذة" في 4 أبريل 1942، لكنه تراجع عن هذا الأمر في 5 مايو تحت ضغط من شولتو دوغلاس. أشار دوغلاس إلى أن الألمان سيتمكنون من نسخ "نافذة" من أول مرة يرونها، وأنه من غير الحكمة استخدامها حتى يتم فهم تأثيرها على رادارات المملكة المتحدة بشكل أفضل. [ 65 ]

تحت إشراف فريدريك ليندمان ، أجرى ديريك جاكسون سلسلة دراسات موسعة في قاعدة سلاح الجو الملكي البريطاني في كولتيشال . ابتداءً من سبتمبر، تم اختبار طائرات مزودة برادارات من طراز Mk. IV و Mk. VII في سلسلة من 30 رحلة جوية، وذلك في ضوء ظاهرة "النافذة". ولدهشة الجميع، خلص جاكسون إلى أن شاشة المسح الحلزوني في طراز Mk. VII تتأثر بظاهرة "النافذة" أكثر من الشاشة الأبسط في طراز Mk. IV. وعندما علم بالنتائج، كتب دوغلاس مذكرة إلى وزارة الطيران يطلب فيها تأجيل تطبيق هذه الظاهرة إلى حين تطوير رادارات جديدة أقل تأثراً بها. [ 65 ]

من المصادفات المثيرة للاهتمام في الحرب أن الألمان كانوا قد طوروا بالفعل نسختهم الخاصة من الشراك الخداعية تحت الاسم الرمزي "دوبل" ، واختبروها قرب برلين وفوق بحر البلطيق. مع ذلك، كان هيرمان غورينغ قلقًا من أنه إذا استخدم الألمان "دوبل" فوق المملكة المتحدة، فإن سلاح الجو الملكي البريطاني سينسخ الفكرة بسرعة ويستخدمها ضدهم. ونظرًا للنمو السريع لأسطول قيادة القاذفات، فمن المرجح أن تكون النتائج في صالح سلاح الجو الملكي البريطاني بشكل كبير. واستنادًا إلى أخطاء الماضي عندما سُرّبت معلومات قديمة، أمر غورينغ بإتلاف معظم الوثائق المتعلقة بـ "دوبل" . [ 65 ]

الخدمة التشغيلية

Mk. VIIIA في الخدمة

تم استخدام غطاء رادار صغير في طائرة دي هافيلاند موسكيتو ، مثل طائرة NF.XIII HK382 التابعة للسرب رقم 29، مما استلزم إزالة المدافع الرشاشة الأربعة التي كانت موجودة سابقًا في هذا الموقع.

وصلت أول عشر طائرات من طراز Mk. VIIIA من خط إنتاج شركة GEC في الأسبوع الأول من ديسمبر 1942. تم تركيبها بسرعة وإرسالها إلى الأسراب العملياتية، التي استخدمتها في مهام على ارتفاعات منخفضة إلى جانب طائرات من طراز Mk. IV التي كانت تُشنّ ضد أهداف على ارتفاعات عالية. كان أول نجاح لطائرة Mk. VIIIA في ليلة 20/21 يناير 1943، عندما اعترضت طائرة تابعة لوحدة الاستخبارات الجوية طائرة من طراز Do 217 فوق نهر التايمز وأسقطتها وهي مشتعلة بعد معركة جوية شرسة ومناورات عالية. [ 70 ]

خلال هذه الفترة، بدأ سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) بتعزيز وحدات قاذفاته في فرنسا لشن غارات انتقامية ردًا على حملة القصف المتزايدة لسلاح الجو الملكي البريطاني. وتم تزويد الأسطول الجوي الثالث (لوفتفافه 3 ) بعدد من الطائرات الجديدة، ولا سيما طرازي K وM من طائرة Do 217 وطراز A-14 من طائرة Ju 88 ، حيث امتلك حوالي 60 طائرة من كل نوع بحلول نهاية عام 1942. ونفذ الأسطول أول غارة له ليلة 17/18 يناير 1943، لكنه واجه هذه المرة قوة مزودة برادارات GL جديدة على كشافات الإضاءة، بالإضافة إلى عدد من رادارات GCI الجديدة التي كانت توجه المقاتلات الليلية. وتم إسقاط خمس طائرات من أصل 118 طائرة شاركت في الغارة، ثلاث منها بمساعدة كشافات الإضاءة. وفي مواجهة هذا التهديد، أثبتت طائرة Beaufighter الموجودة المزودة بنظام AI Mk. IV كفاءتها. [ 71 ]

إلى جانب القاذفات، جهّزت القوات الجوية الثالثة (Luftflotte 3) عددًا من طائرات فوك وولف إف دبليو 190 لمهام القصف. وبدأ استخدامها في غارات نهارية كطائرات مقاتلة قاذفة ، أو ما يُعرف بـ"جابو" . وبعد عدة محاولات تكبّدت خلالها بعض الخسائر، تحوّلت قوة "جابو" إلى العمل الليلي أيضًا. [ 72 ] وحتى مع سرعتها الاقتصادية، أثبتت هذه الطائرات استحالة لحاق طائرات بيوفايتر المبكرة بها. فقد مرّت سلسلة من الغارات في أبريل دون أي مقاومة، وكان التهديد الأكبر للمهاجم هو حوادث الهبوط أو فقدان السيطرة والهبوط في قواعد سلاح الجو الملكي البريطاني، وهو ما حدث في عدة مناسبات. ورغم أن قوة "جابو" لم تكن قادرة على إحداث أضرار تُذكر، إلا أن سلاح الجو الملكي البريطاني ردّ بإدخال طائرات جديدة بسرعة، مثل بيوفايتر 6، وتزويدها بالرادارات الجديدة في أسرع وقت ممكن. ومع ذلك، لم تكن لهذه الطائرات ميزة كبيرة في السرعة على طائرات إف دبليو، وكانت غير كافية لهذه المهمة. [ 73 ]

كان حلٌّ أكثر إقناعًا لمشكلة طائرات جابو على وشك الظهور. ففي يوليو 1942، جرى تعديل طائرة موسكيتو مارك 2 DD715 لتصبح مقاتلة ليلية، وذلك بتزويدها بأنفٍ مُصمَّم حديثًا على شكل كشتبان ورادار مارك 8A. استلزم هذا التعديل إزالة المدافع الرشاشة الأربعة من طراز براوننج التي كانت تشغل منطقة الأنف، ليتبقى فقط مدافع هيسبانو عيار 20 ملم في أسفل الطائرة. بعد التجارب، جرى تحويل 97 طائرة أخرى من طراز مارك 2 بهذه الطريقة بدءًا من سبتمبر 1942. وفي فبراير 1943، بدأت طائرة NF.XII، وهي نسخة مُصمَّمة خصيصًا للمقاتلات الليلية من طراز موسكيتو FB.VI، بالوصول من خطوط القتال. وعندما عادت المقاتلات الألمانية ليلة 16/17 مايو، تمركز السرب رقم 85 لاعتراضها، وأسقط خمسًا من طائرات جابو . وكانت العمليات ضد طائرات جابو خلال الأشهر التالية ناجحة بنفس القدر، وانتهت حملة جابو تدريجيًا. [ 74 ]

مارك 8 في الخدمة

يظهر غطاء الرادار المميز بشكل جيد بشكل خاص في هذه الصورة لطائرة موسكيتو NF.XII في الثلج في B51/Lille-Vendeville، فرنسا.

وصلت أول نسخة تجريبية من جهاز Mk. VIII في 21 ديسمبر 1942، وتم تركيبها على طائرة بيوفايتر، مما كشف عن الحاجة إلى عدد من التعديلات. على الرغم من استخدام مغنطرون أقوى بعشر مرات من النماذج السابقة، ظلت نطاقات الكشف العادية قصيرة، حوالي 6.4 كيلومتر . بدأت النسخ المعدلة بالوصول بأعداد كبيرة ابتداءً من مايو. ومع ازدياد وتيرة الإنتاج، أُرسلت هذه الأجهزة بشكل تفضيلي إلى طائرات موسكيتو، التي ازداد عددها بشكل ملحوظ خلال أواخر الصيف. بحلول ذلك الوقت، كانت غارات جابو على الأهداف الكبيرة قد خفت حدتها، بينما بدأ سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) أكبر حملة زرع ألغام له في الحرب. خلال شهري سبتمبر وأكتوبر، دُمرت 37 طائرة تابعة لسلاح الجو الألماني في مهمات زرع ألغام. [ 75 ] 

تميزت هذه الفترة من الحرب بتزايد حجم وقوة غارات قيادة القاذفات على ألمانيا، ومحاولات سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) اللاحقة للدفاع ضد هذه الغارات المدمرة. انخفضت غارات اللوفتفافه على المملكة المتحدة بشكل ملحوظ، باستثناء عمليات زرع الألغام. أتاح هذا الأمر لأسراب المقاتلات الليلية التابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني وقتًا للراحة وإعادة التجهيز، حيث استبدلت طائراتها القديمة من طراز بيوفايتر وموسكيتو بطائرات جديدة، معظمها من طراز موسكيتو NF.XII الجديد المزود بنسخة Mk. VIII. بقي السؤال مطروحًا حول مصير الطائرات المزودة بنسخة Mk. IV، والتي وجد العديد منها استخدامًا جديدًا كطائرات استطلاع باستخدام أجهزة كشف الرادار الجديدة Serrate . [ 76 ]

عملية شتاينبوك

هذه الحفرة والحطام هي كل ما تبقى من طائرة Ju 188E-1 التي أسقطتها طائرة Mosquito NF.XII المجهزة بـ Mk. VIII التابعة للسرب 488 من سلاح الجو الملكي النيوزيلندي في ليلة 21 مارس 1944، قرب ذروة غارات شتاينبوك .
كانت طائرة موسكيتو NF.XVII التابعة للسرب 85 مغطاة بالزيت المحترق وحطام طائرة يونكرز Ju 188 التي أسقطوها في ليلة 23/24 مارس.

شنّت القوات الجوية الألمانية (لوفتفافه) حملة قصف استراتيجية أخيرة ضد المملكة المتحدة في أوائل عام 1944: عملية شتاينبوك . جهّزت القوات الجوية الألمانية (لوفتفافه 3) أسطولًا من 474 قاذفة، من بينها طائرات يونكرز يو 188 وهينكل هي 177 الأحدث ، بالإضافة إلى أعداد إضافية من مقاتلات مسرشميت مي 410 الثقيلة لأغراض القصف الجوي . واستخدمت هذه القوات نظام دوبل ، وهو نظامها الخاص الذي يُشبه نظام النافذة، لأول مرة في هجوم واسع النطاق. كما زُوّدت بعض الطائرات بنظام الملاحة تروهي ، وهو نسخة من نظام جي البريطاني ، بالإضافة إلى نظام واي-غيرات الخاص بها، على الرغم من أنه كان معروفًا بإمكانية التشويش عليه. [ 77 ]

بحلول ذلك الوقت، أعادت القوات الجوية الملكية البريطانية تنظيم نفسها استعدادًا لعملية أوفرلورد ، ونقلت العديد من طائراتها المقاتلة إلى القوات الجوية التكتيكية الثانية . أُعيد تنظيم الطائرات المناسبة للدفاع ضمن منظومة الدفاع الجوي لبريطانيا العظمى (ADGB) المُعاد تشكيلها. كانت منظومة الدفاع الجوي لبريطانيا العظمى مُجهزة بالكامل تقريبًا بطائرات موسكيتو NF.XII وXIII وXVII، المزودة برادارات Mk. VIII وبعض رادارات Mk. X (انظر أدناه). مع ذلك، تم تخصيص العديد من هذه الطائرات لمهام أخرى، وكانت بعض الوحدات تُجري عمليات إعادة تجهيز، وفي المجمل، ربما كان هناك 65 طائرة مقاتلة ليلية جاهزة للخدمة. [ 77 ]

كان من المقرر أصلاً تنفيذ غارة شتاينبوك الأولى في ديسمبر، إلا أن عدة مشاكل أدت إلى تأجيلها حتى ليلة 21/22 يناير 1944. وباستخدام كل الحيل التي طورتها القوات الجوية الملكية البريطانية، أسقطت طائرات الاستطلاع التابعة لسلاح الجو الألماني مشاعل بيضاء على طول مسار الغارة، وحددت لندن باللون الأخضر. وخلال الغارة، أسقط المهاجمون كميات كبيرة من قنابل دوبل ، التي نجحت في التشويش على رادارات نطاق 1.5  متر. وقد تم نشر عدد من أجهزة التشويش السنتيمتري الأحدث مؤخراً، والتي تمكنت من مواصلة توجيه المقاتلات بأفضل ما لديها من قدرات رغم ضغط العمل على المشغلين. زعمت طائرات موسكيتو التابعة لسلاح الجو الألماني تدمير 16 قاذفة أو احتمال تدميرها، بينما أضافت المدفعية المضادة للطائرات الموجهة بالسنتيمتري 9 قاذفات أخرى. ولم تعد 18 طائرة ألمانية أخرى، إما لضياعها أو لتحطمها أثناء الهبوط. ويمثل هذا حوالي 10% من قوة الهجوم التي بلغت 447 قاذفة. كانت نسبة الخسائر هذه أكبر مما كان يحققه سلاح الجو الألماني عادةً ضد سلاح الجو الملكي البريطاني، وكبيرة لدرجة أن استمرار المهمات مع هذا النوع من الخسائر كان سيؤدي سريعًا إلى استنزاف القوة. ورغم كل هذا الجهد، لم تُسقط القاذفات سوى 30 طنًا فقط على المدينة، مما أسفر عن مقتل 14 شخصًا وإصابة 74 آخرين، وهو جزء ضئيل من حمولة القنابل الليلية خلال حملة القصف الجوي المكثف. كان هتلر في حالة غضب شديد. [ 78 ]

أدى بدء الولايات المتحدة لمعركة أنزيو في اليوم التالي إلى تجريد الأسطول الجوي الثالث (لوفتفلوت 3) من 100 قاذفة، أُرسلت إلى إيطاليا. واستمرت هجمات شتاينبوك طوال شهر فبراير بنتائج مماثلة؛ فبحلول نهاية الشهر، أسقطت طائرات موسكيتو 28 طائرة. واستمرت الهجمات الكبيرة بشكل متقطع طوال شهر مارس، بما في ذلك ليلة 19/20 مارس عندما أسقط جو سينغلتون وجيف هاسلام من السرب رقم 25 ثلاث طائرات من طراز يو 88 في غضون 13 دقيقة. لم تكن مثل هذه الأحداث نادرة، وحقق عدد من الأطقم عدة انتصارات متتالية. واستمرت الغارات الأصغر حتى نهاية أبريل مع بعض غارات المضايقة في مايو، وبحلول ذلك الوقت انخفضت قوة الأسطول الجوي الثالث من 695 طائرة إلى 133 طائرة عاملة فقط. في المقابل، بلغت خسائر سلاح الجو الملكي البريطاني حوالي 24 طائرة، واحدة منها فقط نتيجة عمل عدائي. [ 79 ]

في مواجهة V-1

كان إسقاط صاروخ V-1 أمرًا خطيرًا، كما يتضح من طائرة Mosquito FB.VI التابعة للسرب 418 من سلاح الجو الملكي الكندي من خلال نسيجها الخارجي المحترق.

أُطلقت قنبلة V-1 الطائرة لأول مرة على لندن في 13 يونيو، وسرعان ما تحولت إلى تهديد يفوق بكثير قاذفات سلاح الجو الألماني . تم تجهيز نظام دفاعي بسرعة ودخل حيز التشغيل في 15 يونيو، إلا أن تداخل مناطق عمليات المدافع المضادة للطائرات والمقاتلات أدى إلى إرباك جميع الأطراف المعنية. بعد التشاور مع فريدريك ألفريد بايل ، قائد وحدات الدفاع الجوي في الجيش، أعاد المارشال الجوي رودريك هيل تنظيم المدافع المضادة للطائرات في حزام ضيق على طول الساحل، مع تشغيل المقاتلات في الداخل. وقد حسّن هذا بشكل كبير من عمليات كلا القوتين. [ 80 ]

كانت عمليات إطلاق صواريخ V-1 تجري ليلاً ونهاراً، بسرعة تقارب 560 كم /ساعة ، وهي السرعة القصوى للعديد من المقاتلات الدفاعية. وسرعان ما لجأ طيارو طائرات موسكيتو إلى حيلة التحليق فوق القناة الإنجليزية بحثاً عن لهيب محرك V-1 أثناء اشتعاله. فعندما يرون صاروخاً يمر بجوار موقعهم، كانوا يحلقون إلى موقع أعلى منه وإلى أحد جانبيه، ثم ينقضون عليه من الجانب لإبقاء اللهيب مرئياً طوال فترة الاقتراب. وقد مكّنهم هذا الانقضاض من تجاوز الصاروخ. لكن المشكلة كانت تكمن في معرفة الوقت المناسب لإطلاق النار، إذ كان من الصعب تحديد المسافة ليلاً عندما لا يُرى سوى اللهيب. وكان مشغل الرادار يُعلن عن المسافة باستمرار أثناء الاقتراب، ويبدأ الطيار بإطلاق النار عندما يصل إلى مسافة تتراوح بين 300 و270 متراً . [ 80 ] كانت العملية برمتها محفوفة بالمخاطر، كما يتذكر مشغل الرادار جيمي راونسلي خلال إحدى رحلات طائرات موسكيتو:    

رفعتُ رأسي حين دوّت المدافع للحظات، ثم انحنيتُ فورًا. انفجرت القنبلة على بُعد 300 ياردة أمامنا، وكنا نندفع بسرعة تزيد عن 150 ياردة في الثانية مباشرةً نحو مركز الانفجار. لثوانٍ معدودة، هبّت تيارات هواء حارة لاذعة من فتحة التهوية القريبة من رأسي، لكننا كنا لا نزال نطير. جلستُ ونظرتُ إلى الخلف، فرأيتُ أن الهواء خلفنا كان مليئًا بشظايا حمراء متوهجة لا تزال تتناثر وتطفو إلى الأسفل. [ 81 ]

في نهاية المطاف، أُطلق ما مجموعه 8081 صاروخ V-1 على المملكة المتحدة في الفترة من 13 يونيو إلى 1 سبتمبر. من بينها، دُمر 1902 صاروخًا بواسطة المقاتلات، ودُمر 1564 صاروخًا آخر بنيران المضادات الجوية، ليتبقى 2340 صاروخًا وصلت إلى لندن. [ 80 ]

بعد ذلك، تم الاستيلاء على مواقع الإطلاق، وانتقلت عمليات إطلاق صواريخ V-1 إلى الإطلاق الجوي من قاذفات He 111. خلال شهري يوليو وأغسطس، أطلقت المجموعة KG 3 ما يقارب 400 صاروخ V-1، في البداية خلال النهار، ولكن سرعان ما تحولت إلى العمليات الليلية. أُعيد تسمية المجموعة الثالثة التابعة لـ KG 3 لتصبح المجموعة الأولى المُعاد تشكيلها / KG 53 في سبتمبر، واستمرت في الحملة مع التراجع المتكرر نحو ألمانيا في مواجهة تقدم الحلفاء. انتهت عمليات الإطلاق في 14 يناير 1945، حيث تم إطلاق 1012 صاروخًا مقابل خسارة 77 طائرة He 111 وتدمير 404 صواريخ في الجو. [ 82 ]

مزيد من التطوير

نظام القفل والمتابعة

على الرغم من أن الأصول الدقيقة لهذا المفهوم غير معروفة، فقد دوّن برنارد لوفيل مفهوم " التتبع التلقائي" في مذكراته لأول مرة في 8 مارس 1941. كان هذا تعديلًا على نظام المسح الحلزوني يسمح له بتتبع الأهداف تلقائيًا دون أي تدخل يدوي إضافي. عُرفت أجهزة الرادار التي تتضمن خاصية التتبع التلقائي باسم AIF أو AISF. [ 83 ] [ k ]

كان لوفيل قد بنى سابقًا نظامًا أرضيًا للبحرية بنمط شعاع عريض لكشف السفن، وقام بتكييفه لنظام تتبع آلي للطائرات في ليسون. وانضم إليه مهندسون من عدة شركات، بالإضافة إلى "فريدي" ويليامز . [ 1 ] طبق ويليامز بعض التقنيات التي استخدمها على محلل تفاضلي لإنتاج نظام يُعرف باسم "فيلوداين" يتتبع الهدف بسلاسة رغم المناورات الحادة وسرعات العبور العالية. كما أرسلت الوحدة معلومات تحديد المدى مباشرةً إلى منظار البندقية الجيروسكوبي ، مع ضبطه مسبقًا بحيث يمكن إطلاق النار عليه فور رصد الهدف. [ 84 ]

كان النظام يعمل باستخدام هوائيين ثنائيي القطب بدلاً من واحد، مُزاحين قليلاً على جانبي عمود التثبيت، ويبرزان من منتصف الطبق المكافئ. وبسبب هذا الإزاحة، كانت الحزمتان الصادرتان عن الهوائيين ثنائيي القطب مائلتين بعيدًا عن بعضهما، على جانبي محور الطبق. في الوضع الطبيعي، تُجمع الإشارات من كلا الهوائيين وتُعرض، مما ينتج عنه خرج مطابق تقريبًا لحالة الهوائي ثنائي القطب الواحد. رُكّب عمود الهوائي ثنائي القطب على محرك آخر يُديره بسرعة 800  دورة في الدقيقة. وُضع مفتاح بحيث يُفعّل بواسطة المحرك عندما يكون الهوائيان ثنائيي القطب في وضع رأسي أو أفقي تقريبًا، مما يُفعّل دائرة ثانية تطرح الإشارات من بعضها بدلاً من جمعها. وكانت النتيجة هي الفرق في قوة الإشارة، والذي يُشير إلى أي من الهوائيين ثنائيي القطب يستقبل طاقة أكبر في تلك اللحظة. تُغذّى هذه الإشارة إلى محركات الماسح الضوئي، مما يدفعه في الاتجاه الصحيح. [ 84 ]

تبدأ عمليات الاعتراض باستخدام هذا النظام تمامًا كما هو الحال في نظام AIS العادي، حيث يقوم المشغل بالبحث عن الأهداف أثناء تحرك النظام في مسحه الحلزوني. عند تحديد هدف، يقوم مشغل الرادار بتدوير مقبض آخر لضبط الوميض ، وهو عبارة عن دائرة زمنية تُنتج حلقة على الشاشة. عندما يقع الوميض فوق إشارة الهدف، يتم الضغط على زر، مما يؤدي إلى تصفية الإشارات قبل أو بعد هذا النطاق (وهي عملية تُعرف باسم "البوابة ")، بحيث لا يظهر على الشاشة سوى الهدف المحدد. بعد ذلك، تضمن دوائر التتبع بقاء طبق الرادار موجهًا نحو الهدف أثناء تحركه. [ 84 ]

كان النظام يعمل بشكل أساسي بحلول خريف عام 1941، مستخدمًا الإلكترونيات من طراز Mk. VII  ومغنطرونًا جديدًا بقدرة 50 كيلوواط لإنتاج نظام AI Mk. IX. وقد وفر هذا النظام كشفًا أوليًا على مسافة عشرة أميال، وتثبيتًا على مسافة خمسة أميال، وكان قادرًا على تتبع الحركات النسبية حتى 10 درجات في الثانية، بالإضافة إلى التسارع الزاوي البالغ 10 درجات/ثانية مربعة . وعلى الرغم من هذا التطور الواعد، في 1 يناير 1942، أُرسل لوفيل للعمل على نظام H2S . [ 84 ] ثم وُضع نظام Mk. IX تحت إشراف آرثر إرنست داونينج، وكان الفريق لا يزال يتوقع أن يكون متاحًا في عام 1942. [ 85 ]

مارك 9

في اجتماع لجنة الاعتراض الجوي المنعقد في نوفمبر 1942 ، نوقش مستقبل رادار الاعتراض الجوي بهدف وضع خطة لتطوير هذه الأنظمة على المدى الطويل. ومن بين العديد من الأفكار المطروحة، اختار الفريق عددًا من الميزات التي رغبوا في رؤيتها. وكان من أهمها فكرة توفير رؤية شاملة أقرب إلى رادارات الاعتراض التي يتم التحكم فيها من الأرض، مما يسمح للطائرات المقاتلة بتخطيط عمليات الاعتراض الخاصة بها مع تقليل الحاجة إلى التحكم الأرضي. وكان من المقرر زيادة المدى إلى 16 كيلومترًا على الأقل ، مع تقليل الحد الأدنى للمدى إلى 61 مترًا . وقد تم اختيار الحد الأدنى القصير للمدى، إلى جانب متطلبات دقة نصف درجة في الاتجاه الأمامي المباشر، للسماح بإطلاق النار بشكل أعمى دون اتصال بصري. كما تم النظر في ميزات أخرى مثل نظام التتبع التلقائي وتحديد المدى بدقة. [ 86 ]   

تمت دراسة ثلاثة تصاميم تتضمن بعض هذه الميزات. كان أحدها عبارة عن نسخة معدلة من جهاز Mk. VIII غير المعدل، تعمل بنطاق تردد X، بتردد 3  سم بدلاً من 10  سم. أما الثاني فكان جهاز Mk. VIII يعتمد تقنية المسح الحلزوني بدلاً من المسح اللولبي. وكان الثالث نظام AIF الذي كان يطوره لوفيل. بعد بعض النقاش، تم التخلي عن فكرة نطاق تردد X؛ وخلصوا إلى أن إلمام سلاح الجو الملكي البريطاني بمعدات نطاق تردد S، إلى جانب القدرة على استخدام المنارات الموجودة، يفوق أي مزايا تقنية. [ 87 ]

عندما اندلع الجدل الكبير حول نظام "ويندو" في ربيع عام 1942، اقترح داونينغ أن نظام "إيه آي إف" قد يكون محصنًا بطبيعته ضد تأثيراته. يتكون نظام "ويندو" من رقائق ألومنيوم خفيفة الوزن وورق، ويتوقف في الهواء فور إسقاطه تقريبًا ثم يسقط ببطء على الأرض. نظام "إيه آي إف" المُثبّت على قاذفة قنابل سيرى هذه الإشارات تمر بسرعة خارج نطاق الرصد المحدد، فتختفي. لاختبار هذه النظرية، تم نقل طائرة "بيوفايتر" إلى كولتيشال وتزويدها بنموذج أولي من نظام "إيه آي إف". أجرى جاكسون 13 رحلة جوية في نوفمبر لاختبار النظام في مواجهة نظام "ويندو". [ 85 ] أظهرت هذه الاختبارات، مما أثار قلقًا بالغًا، أن النظام سيُثبّت على نظام "ويندو" بدلًا من ذلك، ويقطع الاتصال مع قاذفة القنابل. [ 88 ]

اقترح داونينغ عددًا من التعديلات لتحسين تثبيت القفل في وجود النافذة، وأجرى هذه التعديلات على مدار الأسابيع التالية. في 23 ديسمبر 1942، كان داونينغ يقود طائرة بوفايتر Mk. IX المُطوّرة بنفسه، بينما كانت طائرة بوفايتر أخرى، وعلى متنها جاكسون كمراقب، تُنزل النافذة. يتذكر جاكسون أنه سمع بالصدفة رسائل لاسلكية من مشغلي المحطة الأرضية يُرسلون طائرات سبيتفاير للتحقق من وجود هدفين، وشعر بالقلق من أنهم ربما كانوا يُشيرون إلى طائرتهم. بعد ذلك بوقت قصير، ظهرت طائرتان من طراز سبيتفاير من بين السحب وفتحتا النار على طائرتي البوفايتر. تمكنت طائرة جاكسون المُتضررة من العودة إلى كولتيشال، لكن طائرة داونينغ تحطمت في البحر، مما أسفر عن مقتل جميع من كانوا على متنها. [ 89 ]

مارك إكس

كان نظام SCR-720، المعروف باسم AI Mk. X في خدمة سلاح الجو الملكي البريطاني، نظامًا مضغوطًا نسبيًا، خاصة بالمقارنة مع نظام SCR-520 السابق.

أدى فقدان النموذج الأولي الوحيد من طراز Mk. IX، بالإضافة إلى مطوره الرئيسي، إلى تأخير البرنامج بشكل كبير. وفي نفس الوقت تقريبًا، استلمت هيئة أبحاث الطيران (TRE) وحدة SCR-720 من الولايات المتحدة. كانت هذه الوحدة نسخة مُعاد تصميمها ومُخففة الوزن من SCR-520، [ 59 ] وهي مناسبة للاستخدام في طائرتي بيوفايتر وموسكيتو. وصل النموذج الأول من شركة ويسترن إلكتريك في ديسمبر 1942، وأجرى جاكسون اختبارات ضد نافذة الرادار في يناير 1943. اكتشف جاكسون أنه من خلال التبديل الدقيق للتحكم في المدى، يمكنه ضبط الرادار بحيث يكون موجهًا نحو القاذفة، فتختفي نافذة الرادار بسرعة خارج المدى. [ 90 ]

قدّمت شركة TRE عددًا من الاقتراحات والتحسينات الطفيفة، وطلبت 2900 وحدة من طراز SCR-720B تحت اسم AI Mk. X. مع ذلك، كانت شركة ويسترن إلكتريك تُركّز على طراز SCR-520 لتركيبه في طائرة نورثروب P-61 بلاك ويدو ، وهي طائرة مقاتلة ليلية أمريكية ثنائية المحرك، يبلغ وزنها 15 طنًا،  وطول جناحيها 66 قدمًا، ومصممة خصيصًا لحمل هذا الطراز. في ذلك الوقت، تأخر تطوير طائرة P-61 بشكل كبير، وبدأ سلاح الجو الأمريكي باستخدام طائرات بيوفايتر وموسكيتو لتلبية احتياجاته. أدّى هذا إلى مطالبة كل من سلاح الجو الأمريكي وسلاح الجو الملكي البريطاني بتسريع إنتاج طراز SCR-720، واستجابت ويسترن إلكتريك بالإعلان عن توفر الوحدات الأولية في مايو 1943، مع توفر كميات الإنتاج في أغسطس. [ 90 ]

بعد اتخاذ القرار، سمحت وزارة الطيران أخيرًا باستخدام نظام "نافذة الرادار" في يوليو 1943. استُخدم النظام لأول مرة في غارة على هامبورغ ليلة 24/25 يوليو 1943. كانت النتائج مذهلة؛ فبعد أن اعتادت القوات الجوية على استخدام الرادار لتوجيه دفاعاتها، أنتج نظام "نافذة الرادار" عددًا هائلًا من الأهداف الوهمية لدرجة أن المشغلين لم يعرفوا ماذا يفعلون. شوهدت مدافع الدفاع الجوي تطلق النار عشوائيًا في السماء بينما حلقت المقاتلات الليلية في دوائر. لم تخسر القوات المهاجمة سوى 12 طائرة، أي 1.5% من قوتها، وهو ما يُتوقع حدوثه في ظل ظروف عشوائية تمامًا. [ 91 ]

تم تسليم أول جهاز SCR-720 في 12 يوليو لتركيبه على طائرة موسكيتو HK195 ، والتي سُلمت إلى الاتحاد الدولي للطائرات (FUI) في 11 أغسطس، وحلقت لأول مرة بعد يومين. أُنجزت دفعات صغيرة على طرازات مختلفة من طائرات موسكيتو قبل أن يُحوّل الإنتاج بالكامل لتركيبه على طائرة NF.XIX، التي زُوّدت بمحركات رولز رويس ميرلين 25 وجناح مُقوّى يسمح لها بحمل خزانات وقود خارجية. لسوء الحظ، تأخر تسليم طراز Mk. X بشكل كبير، حيث وصلت أول 40 طائرة في أواخر الخريف، ووُجد أنها تفتقر إلى العديد من التحسينات المطلوبة. [ 92 ] بعد تعديل هذه التحسينات، تبيّن أنها تتداخل مع أجهزة الراديو في الطائرة، [ م ] ولم تُرسل أولى أجهزة Mk. X إلى الأسراب إلا في يناير 1944. [ 93 ]

تطوير إضافي للنسخة التاسعة

بعد اختيار جهاز Mk. X للنشر، انخفضت أولوية برنامج Mk. IX بشكل كبير، وتم النظر في مفاهيم إضافية. وعلى وجه الخصوص،  حظي مفهوم تكييف جهاز Mk. IX للعمل في النطاق S عند أطوال موجية 3 سم باهتمام كبير، حيث كان من شأن ذلك أن يوفر دقة أعلى من أنظمة الهوائيات نفسها، أو دقة مماثلة من أنظمة أصغر. بدأت شركة EKCO بتكييف معدات Mk. VIII للعمل عند 9 أو 3  سم، على الرغم من أن مغنطرونات 3  سم في ذلك الوقت كانت قادرة على توفير 50 ​​واط فقط  من الطاقة، ولم يتم استخدام هذا الخيار قط. [ 90 ]

في مذكرة بتاريخ 23 سبتمبر 1943، حدد قائد القوات الجوية دبليو سي كوبر أربعة مسارات تطوير محتملة:

  • الذكاء الاصطناعي مارك 9 - النسخة قيد التطوير حاليًا، بالإضافة إلى شاشة عرض معلومات الطيار.
  • AI Mk. IXB IX مع مؤشر الطيار المعروض على الزجاج الأمامي
  • نظام الذكاء الاصطناعي من طراز IXC IXB مزود بمؤشر للطيار بالإضافة إلى منظار جيروسكوبي.
  • AI Mk. IXD IXC مع جهاز كمبيوتر تناظري لحساب الرصاص [ 90 ]

بدأ بيرشام تطوير خط إنتاج Mk. IX في عام 1943، متبعًا بشكل عام مفهوم IXB. وقد تم دمج هذا الخط لاحقًا مع  مغنطرون جديد بقدرة 200 كيلوواط. [ 94 ] أُرسلت نسخة مبكرة من الجهاز، بدون مؤشر الطيار، للاختبار إلى وحدة الاستخبارات المالية (FIU) في طائرة موسكيتو HK946 في ديسمبر 1943، وعادت بعد فترة مع قائمة شاملة من اقتراحات التحسين. [ 95 ]

جُرِّبت فكرة عرض المعلومات على الزجاج الأمامي مع رادار الذكاء الاصطناعي Mk. IV في النسخة Mk. V، ولكن وُجدت عدة مشاكل ولم يُعتمد للاستخدام. استُخدمت عدة نسخ مُحدَّثة في التجارب، ولكن بحلول عام 1943، أصبح رادار Mk. V قديمًا، وتم تكييف شاشة مؤشر الطيار (PID) مع رادار Mk. VIII. هذه المرة، لم يكن خرج النظام عبارة عن أنبوب أشعة كهروضوئية منفصل، بل عُرض على منظار التصويب الجيروسكوبي GGS Mk. II الموجود. رُكِّب النظام على طائرة موسكيتو HK419 في أواخر عام 1943، وأُرسل إلى وحدة الاستخبارات المالية (FIU) لاختباره في يناير 1944. وقد لاقى استحسانًا واسعًا. [ 96 ]

مع تركيب نظام Mk. X للاستخدام الفوري، نُقلت جميع أعمال نظام PID إلى نظام Mk. IX. تم تركيب أول نظام Mk. IXB مزود بنظام PID على طائرة موسكيتو HK311 خلال عام 1944، وأُرسل إلى المؤسسة المركزية للمقاتلات (CFE، المعروفة سابقًا باسم FIU) في 22 ديسمبر 1944. تضمنت هذه المجموعة أيضًا التحسينات المختلفة التي اقترحتها اختبارات نظام Mk. IX السابق. انضمت إلى هذه الطائرة طائرة HK946 مُحسّنة ، والتي خضعت لاختبارات مكثفة بين ديسمبر 1944 وأبريل 1945. وجدت وحدة FIU أن نظام القفل والتتبع لا يعمل على ارتفاعات منخفضة، حوالي 610 أمتار فوق الماء أو 1500 متر فوق اليابسة، ولكن فوق هذه الارتفاعات، وجدوا أن نظام Mk. IX يتفوق على نظام Mk. أشاروا إلى أن النظام سيتطلب تدريبًا أكثر من شاشة العرض الأكثر طبيعية في طراز Mk. X، وأنه يجب تعديل الشاشة بشكل أكبر حتى لا يحجب نظام PID أجهزة قمرة القيادة. عادت الطائرة مرة أخرى إلى ديفورد مع مجموعة من التحسينات المقترحة. [ 95 ]  

تطورات ما بعد الحرب

مع انتهاء الحرب، توقف تطوير النموذج Mk. IX. وكان من المسلّم به على نطاق واسع أن حرباً أخرى ستقع بعد عقد من الزمن على الأقل.

في عام 1947، بدأ الاتحاد السوفيتي بإدخال قاذفته توبوليف تو-4 ، القادرة على الوصول إلى المملكة المتحدة من قواعد في شمال غرب روسيا. وفي عام 1949، اختبر السوفيت أول قنبلة ذرية لهم . أدى ذلك إلى بذل جهود كبيرة لتحسين أنظمة الرادار البريطانية بشكل كبير ضمن برنامج روتور ، بالإضافة إلى استحداث مقاتلة ليلية جديدة قادرة على مواجهة سرعة تو-4 البالغة 560 كم/ ساعة . على الرغم من بدء بعض العمل على تصميم مقاتلة ليلية نفاثة، إلا أنه كان من الممكن توفير وقت وجهد كبيرين من خلال إدخال نسخة جديدة من طائرة موسكيتو مع التحديثات المناسبة. [ 97 ] 

خلال شهر فبراير من عام 1948، طُلب من مركز أبحاث القوات الجوية (CFE) تقييم طائرة موسكيتو NF.38 الجديدة المزودة بمحرك Mk. IXB لهذه المهمة. ووجدوا أن مشاكل استخدام نظام التثبيت والتتبع على الارتفاعات المنخفضة لا تزال قائمة، مما جعل استخدام محرك Mk. X أسهل في هذه المهام. كما لاحظوا أن محرك Mk. IX لا يزال يواجه صعوبة في تثبيت الهدف في وجود نافذة، وأن شاشة تحديد الهوية (PID) خافتة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها في وضح النهار، بينما تكون ساطعة جدًا في الليل. [ 98 ] وخلصوا إلى ما يلي:

ترى هذه المؤسسة أن نظام الذكاء الاصطناعي AI Mk.9B غير مقبول عمليًا في عمليات العمل الحر، أو مراقبة البث، أو دعم القاذفات. لذا، يُوصى بعدم قبول نظام الذكاء الاصطناعي AI Mk.9B للاستخدام في الخدمة. [ 98 ]

رفضت قيادة القوات الجوية البريطانية (CFE) أيضًا طائرة NF.38، مشيرةً إلى أن أداءها كان أفضل بقليل من أداء طائرة NF.36 التي ظهرت في أواخر الحرب، وبالكاد أفضل من أداء طائرة B-29/Tu-4. وباعتبارها مقاتلة ليلية مُرسلة لمواجهة طائرة Tu-4، كان من المتوقع أن تكون عديمة الفائدة عمليًا. أُلغي مشروع Mk. IX رسميًا في عام 1949. وكانت إحدى طائرات غلوستر ميتيور ، VW413 ، قيد التحويل بالفعل لاختبارات Mk. IX، وسُمح لها بمواصلة البناء لإجراء الاختبارات خلال شهر يوليو 1950. [ 98 ]

بعد سنوات، علم لوفيل أن نسخة معدلة من نظام Mk. IX قد تم اختبارها أيضًا على متن زوارق المدفعية الآلية في عام 1942، وقد تبين أنها قادرة على تتبع الزوارق الأخرى بنجاح وتسمح بإطلاق النار بشكل أعمى من مدفع عيار 2 رطل بدقة معقولة. [ 99 ]

وصف

تم تركيب جهاز الرادار Mk. VIIB على هيكل في مقدمة طائرة موسكيتو. احتوت الإلكترونيات على صندوق أبيض يسهل الوصول إليه أسفل لوحة قابلة للإزالة في جسم الطائرة. تم تركيب ماسح طبق الرادار على الإطار ذي الشكل X.
كان نظام العرض Mk. VIIIA نظامًا معقدًا ولكنه صغير الحجم، ويظهر هنا مثبتًا على الجانب الأيمن من طائرة Beaufighter.

كانت رادارات Mk. VII السابقة مشابهةً عمومًا لرادارات Mk. VIII، لكنها استخدمت مغنطرون CV38 أقل قوةً، يوفر طاقةً متوسطةً تبلغ حوالي 5  كيلوواط بدلًا من 25  كيلوواط في مغنطرون CV64 الخاص برادارات Mk. VIII. وقد قلّل هذا من المدى التشغيلي العادي إلى حوالي 4.8 كيلومتر (3 أميال ) ، لكنّ باقي معايير الأداء كانت متطابقة. افتقرت رادارات Mk. VII إلى مدخلات الإشارة البديلة اللازمة للعمل مع نظام تحديد هوية الصديق والعدو (IFF) أو المنارات أو نظام تحديد هوية الطيار الآلي (AIBA)، كما هو موضح أدناه. [ 100 ] ويستند باقي هذا الوصف إلى رادارات Mk. VIII فقط. 

تخطيط المعدات

يتألف نظام Mk. VIII من مجموعتين من الأنظمة، نظام الإرسال والهوائي المثبت على مقدمة الطائرة، ومعظم أنظمة الاستقبال والعرض المثبتة في الداخل. [ 101 ]

تضمنت المعدات المثبتة في مقدمة الطائرة جهاز إرسال الماغنيترون ومفتاح أنبوب ساتون المرن. جُمعت هذه المكونات في صندوق واحد مثبت على إطار التثبيت، بالقرب من أعلى الإطار في طائرة موسكيتو وأسفله في طائرة بوفايتر، حيث يسهل الوصول إليها. تم توسيط نظام الماسح الضوئي على الإطار، حيث كان يدور العاكس المكافئ (الطبق) الذي يبلغ قطره 71 سم (28 بوصة) دورة كاملة 17 مرة في الثانية. تم إرسال الإشارة من هوائي ثنائي القطب صغير رأسي بنصف موجة وعاكس مثبت في نهاية عمود يمر عبر فتحة في منتصف الطبق. حمل كابل محوري الإشارة من الماغنيترون إلى الجزء الخلفي من العمود. [ 101 ] من بين الأجزاء الموجودة على الإطار كان مُعدِّل النوع 53، الذي كان يُوفِّر نبضات بقوة 35 أمبير و10 كيلو فولت، وجهاز الإرسال من النوع TR.3151، الذي يحتوي على مغنطرون CV64، ومفتاح ساتون ناعم CV43، وخلاط بلوري، وجهاز الاستقبال من النوع 50 مع مذبذبه المحلي أنبوب ساتون CV67 الذي كان يُخفِّض التردد. [ 102 ]  

هذا يعني أن جهاز الاستقبال ونظام قاعدة التوقيت وشاشة العرض بقيت داخل مقصورة الطائرة. كان هناك متسع كبير لذلك في طائرة بيوفايتر حيث كان يجلس مشغل الرادار في الجزء الخلفي من جسم الطائرة. أما في طائرة موسكيتو، فكان يجلس مشغل الرادار على يمين الطيار وخلفه قليلاً. وكان باب الدخول الرئيسي يقع على الجانب الأيمن من جسم الطائرة، أمام مشغل الرادار مباشرةً. ومع تركيب الرادار، لم يتبقَّ سوى مساحة ضئيلة للوصول إلى الباب، لذا تم تركيب دوائر قاعدة التوقيت على قضبان تسمح بتحريكها لأعلى وللأمام، بعيدًا عن الباب. ومن بين الأجزاء الموجودة داخل الطائرة شاشة العرض من النوع 73 وجهاز TR.3152 لوسيرو . [ 102 ]

كان النظام يُزوَّد بالطاقة من وحدة التغذية من النوع 225، التي تعمل بواسطة عمود نقل الطاقة في أحد المحركات. وقد أنتجت هذه الوحدة 1200  واط من  التيار المتردد بجهد 80 فولت، والتي حُوِّلت إلى 500  واط من التيار المستمر للأجهزة التي تتطلب تيارًا مستمرًا. وكان محرك الماسح الضوئي هيدروليكيًا، ويعمل بواسطة مضخة في أحد المحركات. وبلغ وزن النظام بأكمله، بما في ذلك وحدة التغذية وجميع المعدات الرئيسية، 96 كيلوغرامًا (212 رطلاً) . [ 102 ] 

العروض والتفسير

تم تركيب جهاز المؤشر والمستقبل Mk. VIIB في مقدمة طائرة موسكيتو، كما هو موضح هنا في طراز NF.XIII. ويمكن رؤية باب الخروج الصغير للطائرة في أسفل اليمين.

كانت شاشة العرض من طراز Mk. VIII تتكون من أنبوب أشعة كاثودية واحد مزود بقاعدة زمنية مُعايرة لتمتد من مركز الشاشة إلى حافتها الخارجية في نفس الوقت الذي تستغرقه إشارة الراديو للذهاب والعودة لمسافة 16 كيلومترًا (10 أميال) . كانت أجهزة الاستشعار الموجودة على نظام الماسح الضوئي لطبق الرادار تُرسل إشارات إلى الإلكترونيات الموجودة في الشاشة، والتي بدورها تُدير القاعدة الزمنية إلى نفس الزاوية. إذا تم إيقاف تشغيل الماسح الضوئي ورفع مستوى سطوع (كسب) الشاشة إلى أقصى حد، فإن القاعدة الزمنية ستُظهر خطًا على الشاشة عند الزاوية التي كان الطبق مُوجهًا إليها حاليًا. [ 103 ] 

عند تشغيل الماسح الضوئي، كان يدور الطبق باتجاه عقارب الساعة دورة كاملة 17 مرة في الثانية. وكان معدل النبضات في قاعدة الزمن 2500  نبضة في الثانية، أي ما يعادل 147 نبضة لكل دورة، أو نبضة واحدة كل 2.5 درجة تقريبًا. [ 104 ] تم ضبط قاعدة الزمن بحيث تبدأ الرسم من مسافة 0.5  سم تقريبًا من مركز الأنبوب، لذا إذا تم رفع مستوى السطوع إلى أقصى حد أثناء تشغيل الماسح الضوئي، فستكون النتيجة سلسلة من الخطوط الشعاعية المتقاربة التي تشكل نمطًا يشبه شعاع الشمس مع مساحة فارغة في المركز. [ 103 ]

في الوضع الطبيعي، يتم خفض سطوع الشاشة حتى تختفي الخطوط تمامًا. تُغذّى إشارة مستقبل الرادار إلى قناة السطوع، لذا فإن أي صدى يتسبب في سطوع الشاشة مؤقتًا، مُنتجًا نقطة تُعرف باسم " وميض" . تُشير المسافة بين الوميض ومركز الشاشة إلى مدى الهدف؛ فهدف على بُعد 14 كيلومترًا (9 أميال ) سيُنتج وميضًا بالقرب من الحافة الخارجية للشاشة. [ 103 ] يُكبّر الجزء الفارغ في المركز منطقة المدى القريب، بحيث لا تُصبح الوميضات في هذه المنطقة مُزدحمة جدًا على الشاشة مع اقتراب الطائرة المقاتلة من هدفها. [ 105 ] 

بما أن موضع المؤشر متزامن مع زاوية قاعدة التوقيت، وقاعدة التوقيت مع الطبق، فإن زاوية القوس بالنسبة للمركز تشير إلى الزاوية بالنسبة للهدف؛ فالهدف الموجود أعلى ويمين الطائرة المقاتلة سينتج عنه قوس أعلى ويمين مركز الشاشة. [ 106 ]

يبلغ عرض شعاع الرادار حوالي 10 درجات، ويرسل نبضة كل 2.5 درجة من الدوران، لذا لن يُصدر الهدف نبضة واحدة، بل عدة نبضات. بالنسبة للأهداف البعيدة عن خط المركز، يُصدر الرادار 4 أو 5 نبضات منفصلة أثناء دوران الماسح الضوئي، مما يُسبب ظهور قوس قصير بعرض 10 درجات تقريبًا على الشاشة. يحدث تفاعل أكثر تعقيدًا عندما تقترب الطائرة المستهدفة من مركز مسح الرادار. أي هدف ضمن نطاق 10 درجات من خط المركز سيتعرض دائمًا لبعض طاقة الرادار بغض النظر عن اتجاه الطبق؛ فالهدف الواقع على بعد خمس درجات إلى يمين الطائرة سيظل يعكس الحافة الخارجية للبث حتى عند توجيه الماسح الضوئي خمس درجات إلى اليسار. في هذه الحالة، سيُصدر الهدف نبضات طوال فترة الدوران، راسمًا حلقة كاملة على الشاشة بدلًا من قوس قصير. نظرًا لأن الهوائي أكثر حساسية في المنتصف منه على الأطراف، فإن الحلقة الظاهرة على الشاشة ستتغير في سطوعها أثناء مسح الطبق، لتصل إلى أقصى سطوع لها عندما يكون الطبق موجهًا نحو الهدف، وإلى أدنى سطوع لها، أو تختفي تمامًا، عندما يكون موجهًا في الاتجاه المعاكس. أما الهدف الموجود أمامك مباشرة فسيظهر على الشاشة دائرة كاملة متصلة. [ 106 ]

لا يدور الطبق فحسب، بل يزيد وينقص زاوية انحرافه عن المركز، ليصل إلى زاوية قصوى تبلغ 45 درجة. تستغرق عملية المسح بأكملها حوالي ثانية واحدة. هذا يعني أن الأهداف لا تُحدَّث باستمرار على الشاشة، بل تظهر وتختفي تدريجيًا على مدى ثانية تقريبًا. تُعرف المنطقة التي يمكن رؤيتها خلال مسح كامل واحد باسم "مخروط البحث". [ 107 ]

تضمن النظام أيضًا مؤقتًا يُصدر إشارات متقطعة عند مسافات محددة، مما يُنتج حلقات على الشاشة تُستخدم لقياس المسافة. كان هناك إعدادان، أحدهما بحلقات كل ميلين (3.2 كم)، والآخر يُكبّر الشاشة لعرض النطاق من صفر إلى ميلين فقط، وهو ما يُستخدم أثناء الاقتراب النهائي. بالإضافة إلى ذلك، كانت كمية صغيرة من الإشارة المتبقية من جهاز الإرسال تتسرب إلى جهاز الاستقبال، مما يُسبب حلقة قوية حول المنطقة الفارغة المركزية، تُعرف باسم "حلقة الصفر". [ 108 ] 

تسببت الإشارات الأرضية المرتدة في تأثيرين على الشاشة. الأول ناتج عن كون ثنائي القطب يقع قليلاً خارج الحافة الخارجية للطبق عند إمالته بالقرب من خط المنتصف، مما يسمح لكميات ضئيلة من الإشارة بالوصول مباشرة إلى الأرض والعودة. قلل الوضع الرأسي للهوائي من هذه الكمية، لذا لم تكن الإشارة قوية. نتج عن ذلك ظهور حلقة خافتة على الشاشة على مسافة من المركز تساوي ارتفاع الطائرة، تُعرف باسم "حلقة الارتفاع". [ 109 ]

يحدث التأثير الآخر عندما يُوجَّه الطبق نحو الأرض، مما يُسبب ارتدادًا قويًا يُنتج ارتدادًا حادًا على الشاشة. نظرًا لنمط المسح الدائري، يكون الطبق مُوجَّهًا إلى الجانبين عند اصطدام الشعاع بالأرض لأول مرة، ويستمر في الاصطدام بها بينما يستمر الماسح الضوئي في الدوران حتى يُوجَّه لأسفل، ثم يعود للأعلى حتى لا يتقاطع الشعاع مع الأرض مرة أخرى. ولأن الشعاع يصطدم بالأرض عند نقطة أقرب إلى الطائرة عندما يكون مُوجَّهًا لأسفل مباشرةً، فإن الارتدادات خلال هذه الفترة تكون أقرب إلى حلقة الصفر. وعندما يدور العاكس أكثر إلى الجانبين، يصطدم الشعاع بالأرض على مسافة أبعد، مُنتجًا ومضات أبعد عن خط الصفر. ومن الملائم أن هندسة الوضع تجعل الارتدادات تُشكِّل سلسلة من الخطوط المستقيمة، مما يُنتج تأثيرًا مشابهًا للأفق الاصطناعي. [ 110 ]

أداء

حقق جهاز Mk. VIII نتائج جيدة في إصابة أهداف بحجم قاذفات القنابل على مسافة 8.9 كيلومتر تقريبًا ، مع العلم أنه كان قادرًا على إصابة أهداف على مسافة تصل إلى 10.5 كيلومتر في الظروف الجيدة. وكان الحد الأدنى للمدى يتراوح بين 120 و150 مترًا ، وهو ما تحدده عرض النبضة والوقت اللازم لتلاشي إشارة جهاز الإرسال. عند المدى القصير، كان قوس الهدف يميل إلى الاندماج مع حلقة الصفر. في هذه الحالات، كان من الممكن ضبط عنصر تحكم الانحياز لكتم صوت جهاز الاستقبال لفترة أطول قليلًا، مما يؤدي إلى كبح حلقة الصفر وتسهيل رؤية الأهداف القريبة. [ 111 ]    

من حيث الاتجاه، كان الشعاع حادًا بما يكفي بحيث كانت حواف القوس قوية جدًا - يظهر الهدف في الشعاع ثم يختفي مع اختلاف طفيف أو معدوم في السطوع عند الحواف. هذا يعني أنه على الرغم من اتساع الشعاع نسبيًا، كانت الأقواس حادة جدًا، حتى أن الزوايا الصغيرة كانت تتسبب في اختفاء الإشارات عند نقطة ما، مما يُحدث فجوة في الإشارة المرتدة. مع الأهداف القريبة من المركز، كان من السهل ملاحظة ذلك، حيث كانت الحلقة تُظهر فجوة، مما يسمح بإجراء قياسات دقيقة تصل إلى درجة واحدة تقريبًا. [ 112 ] ومع ذلك، أظهرت الأهداف الأبعد عن المركز أقواسًا أقصر بكثير، مما جعل من الصعب رؤية التغيرات الطفيفة في طولها. [ 102 ]

استخدام نظام تعريف الصديق والعدو (IFF)

يمكن رؤية هوائي نظام تحديد الهوية/لوسيرو وهو يمتد للأسفل خلف المدافع مباشرة في هذه الصورة للجزء السفلي من جسم طائرة موسكيتو NF.XIII.

صُممت النسخة الثامنة (Mk. VIII) للعمل مع نظام تحديد الهوية للعدو (IFF) من النسخة الثالثة (Mk. III)، وهو نظام إرسال واستقبال يستقبل نبضات بترددات تتراوح بين 160  و190  ميجاهرتز، ويستجيب بنبضات أطول بتردد مختلف قليلاً. ولأن المغنطرون يعمل بتردد 3.3  جيجاهرتز، فإنه لا يُفعّل نظام تحديد الهوية للعدو، لذا كان لا بد من استخدام نظام إرسال نبضي ثانٍ في الطائرات المقاتلة لدعم هذا النظام، وهو جهاز الاستجواب (أو جهاز الاستجواب/الاستجابة )، الذي يحمل الاسم الرمزي لوسيرو . [ 113 ]

كان جهاز لوسيرو متصلاً بجهاز الإرسال Mk. VIII، وكان يُطلق  إشارة خاصة به مدتها 5 ميكروثانية مع كل خامس إرسال للرادار. احتوى جهاز تحديد الهوية للعدو/العدو (IFF) Mk. III في الطائرة المُسيّرة على دائرة استقبال مُغذّاة بجهاز إرسال، مما أدى إلى تضخيم أي إشارة مُستقبلة وتمديدها زمنيًا. استقبل جانب الاستجابة في لوسيرو هذه الإشارة، وقام بمزجها مع الإشارة القادمة من جهاز استقبال Mk. VIII. ولأن هوائي لوسيرو كان متعدد الاتجاهات، كانت الإشارات المُرتدة مُتصلة حول كامل سطح الشاشة وغير مرتبطة بموقع الطبق الرئيسي. وكانت النتيجة سلسلة من الخطوط المستقيمة، تفصل بينها زاوية 10 درجات حول الشاشة. [ 113 ]

صُمم رادار لوسيرو بحيث يتم تشغيل إرساله بسرعة أكبر من مغنطرون الرادار. وهذا ما سمح له بإرسال إشارته وبدء استقبال الرد أثناء تحليق نبضة الرادار الرئيسية. وبالتالي، تبدأ أجزاء الخطوط من نقطة تشير إلى مدى أقرب من مدى الطائرة المُرسلة للرد، وتنتهي بعدها. وبذلك، يستطيع مُشغل الرادار تحديد الطائرة المُرسلة لاستجابات نظام تحديد هوية الصديق والعدو (IFF) من خلال البحث عن ومضات متمركزة تقريبًا على طول أجزاء الخطوط. [ 113 ]

المنارات

صُمم نظام Mk. VIII أيضًا لاستخدام إشارات الراديو لتحديد المواقع بعيدة المدى على أجهزة الإرسال والاستقبال الأرضية. في هذه الحالة، كان النظام مُصممًا للاستخدام مع أجهزة استقبال تعمل على نفس تردد الرادار، على عكس نظام لوسيرو الذي كان له تردداته الخاصة. [ n ] ولأن الطبق كان يجب توجيهه لأسفل لرؤية جهاز الإرسال والاستقبال على الأرض، فقد أرسل جهاز الإرسال والاستقبال استجابته على تردد مختلف قليلاً حتى يمكن تمييزها عن الإشارة الأرضية. [ 114 ]

بما أن ارتفاع المنارة كان معروفًا على الأرض، لم تكن هناك حاجة لعرض الزاوية. بدلاً من ذلك، كان يتم تشغيل مفتاح بواسطة كامة صغيرة على الماسح الضوئي عند مروره بموضعي الساعة 12 و6 في نمط دورانه، مما يؤدي إلى عكس إشارة خرج جهاز الاستقبال. يتم إيقاف المسح الزاوي وإعادة وضع قاعدة الوقت في أسفل الشاشة. تتسبب الإشارات المستلمة في تحريك قاعدة الوقت إلى اليسار أو اليمين اعتمادًا على اتجاه الطبق عند استقبال الإشارة. [ 115 ]

أدى تحويل النظام إلى وضع الإشارة إلى إبطاء وتيرة تكرار النبضات لإتاحة وقت أطول للإشارات للانتقال، مما زاد مداه إلى 160 كيلومترًا . كما تم إطالة مدة النبضات للحفاظ على إجمالي الطاقة المشعة ثابتة. وتسبب هذا التحويل أيضًا في أن يُصدر جهاز الوميض علامات كل 16 كيلومترًا بدلًا من علامتين . [ 115 ]  

كان النظام عادةً ما يحوّل جهاز الاستقبال إلى تردد الإشارة، ولكن كان بإمكان المشغل أيضًا تحويله للعمل على تردد الإرسال العادي، وعندها تظهر إشارات أرضية. ونظرًا لاختلاف الإشارات الأرضية الناتجة عن الماء واليابسة اختلافًا كبيرًا، كان استخدام هذا الوضع مفيدًا أحيانًا في تحديد مواقع السواحل والأجسام الكبيرة والسفن، وهو ما كان ممكنًا على مسافات تصل إلى 64-80 كيلومترًا ( 40 إلى 50 ميلًا ) . [ 115 ]  

الاتحاد الدولي للملاكمة

استخدمت المملكة المتحدة لفترة من الزمن نظام هبوط آلي يُعرف باسم "نهج الشعاع القياسي"، وهو نسخة معدلة من نظام ألماني يعود لما قبل الحرب يُعرف باسم " شعاع لورنز" . يستخدم كل من نظامي لورنز والقياسي إشارتين لاسلكيتين تلتقطهما أجهزة الراديو الصوتية التقليدية. تُرسل الإشارات من هوائيين اتجاهيين مثبتين في نهاية المدرج النشط، حيث يتم التبديل بينهما، فتقضي 0.2  ثانية متصلة بالهوائي الأيسر (كما يُرى من الطائرة) ثم  ثانية واحدة متصلة بالهوائي الأيمن. [ 116 ]

لاستخدام نظام لورنز، يقوم مشغل الراديو بضبط الجهاز على التردد المُعلن عنه لذلك المطار، ويستمع للإشارة محاولًا تحديد ما إذا كان يسمع "نقاطًا" أو "شرطات". إذا سمع نقاطًا، وهي  نبضة قصيرة مدتها 0.2 ثانية، فسيعرف أنه بعيد جدًا إلى اليسار، وسيتجه يمينًا للوصول إلى خط المنتصف. تشير الشرطات إلى أنه يجب عليه الانعطاف يسارًا. في المنتصف، يستطيع جهاز الاستقبال سماع الإشارتين، اللتين تندمجان لتشكيل نغمة ثابتة، وهي إشارة التساوي . [ 116 ] [ 117 ]

أثناء تطوير نظام Mk. IV السابق، طُوّرت نسخ جديدة من أجهزة راديو الاقتراب الشعاعي القياسي التي تعمل على  نطاق 1.5 متر، والمعروفة باسم نظام منارة الاقتراب الشعاعي (BABS). كان هذا النطاق هو نفسه الذي عمل عليه نظام IFF Mk. II السابق، وكان مشابهًا لنطاقات نظام IFF Mk. III الجديد. بالنسبة لرادار Mk. VIII، تقرر عدم تصنيع جهاز إرسال واستقبال جديد بترددات الميكروويف، بل ببساطة تكييف نظام Lucero لاستقبال إشارات BABS أيضًا. عُرف هذا النظام باسم نظام الاقتراب الشعاعي AIBA. [ 118 ]

بالنسبة لشركة AIBA، كان نظام Lucero يرسل نبضات بتردد 183  ميجاهرتز، ويستجيب نظام BABS  بنبضات مدتها 8 ميكروثانية بتردد 190.5  ميجاهرتز. تُرسل هذه النبضات إلى نمط عرض آخر، بقاعدة زمنية رأسية واحدة بطول 13 كيلومترًا (8 أميال) ، ويُوفر ضوء الوميض علامات كل 3.2 كيلومتر ( ميلين) على طولها. لم يُستخدم أي تبديل في هذا النمط، بل كانت الإشارة تُسبب دائمًا انحراف الشعاع إلى اليمين، مما يُؤدي إلى ظهور شريط عريض نسبيًا. اعتمادًا على جانب المدرج الذي تقف عليه الطائرة، كان المُشغل يرى إما أشرطة طويلة لمدة 0.2 ثانية وأشرطة قصيرة لمدة ثانية واحدة، أو العكس. على سبيل المثال، إذا كانت إشارة النقطة أطول، فهذا يُشير إلى أن الطائرة بعيدة جدًا عن اليسار لأن الإشارة كانت أقوى على ذلك الجانب. باستخدام هذه الإشارات، يُمكن للطائرة تحديد موقعها على طول خط المنتصف، وعند هذه النقطة تتساوى إشارتا النقطة والشرطة في الطول، ويبقى الشريط ثابتًا. [ 119 ]   

ملحوظات

  1. أسباب ذلك معقدة، ولكن يعتبر الكثير منها جزءًا من حد تشو-هارينغتون وعامل الهوائي .
  2. كتب ج. أتكينسون إلى لوفيل أن العمل على هوائيات الميكروويف بدأ بتحريض من جورج لي من وزارة الطيران، الذي أصدر تعليماته لرو بالبدء في البحث عن أجهزة 10 سم في مارس. [ 17 ]
  3. كما أشارت رسالة ج. أتكينسون إلى أن سكينر قد طلب بالفعل أطباقًا مكافئة في مارس.
  4. يذكر لوفيل تحديداً أن هذه "صفيحة قصدير"، [ 28 ] على الرغم من أن هذا قد يكون تعبيراً ملطفاً. ويذكر آخرون، بمن فيهم وايت، أن هذه كانت ألومنيوم.
  5. يجب عدم الخلط بين المنطقة المخروطية التي يُنشئها الماسح الضوئي ونظام المسح المخروطي المستخدم لتحسين الدقة. فكلاهما يستخدمان في النهاية نفس نمط المسح الأساسي، إلا أن الأخير يقتصر على بضع درجات على جانبي زاوية توجيه الماسح الضوئي الحالية.
  6. كان الطرازان Mk. V و Mk. VI نسختين مطورتين من الطراز Mk. IV لم تدخل الخدمة. [ 41 ]
  7. بدأ مختبر Rad بثلاثة مشاريع، AIS كمشروع 1، ونظام مضاد للسفن كمشروع 2، ونظام ملاحة بعيد المدى كمشروع 3. أصبح المشروع 3 هو LORAN .
  8. لاحقًا، استخدمت رادارات الذكاء الاصطناعي الأرقام بدلًا من الأرقام الرومانية، مثل AI.17 وAI.24. دخل الرادار الأمريكي الخدمة باسم Mk. X، أو AI.10. ليس من الواضح ما إذا كان "AI-10" مجرد طريقة أخرى لكتابة "AI Mk. X"، أو ما إذا كان هذا اسمًا مختلفًا تمامًا تم تطبيقه قبل دخوله الخدمة. لا تُشير أي من المصادر المتاحة بوضوح إلى هذا الأمر.
  9. يستغرق الضوء 1.073 مللي ثانية لقطع مسافة 100 ميل ذهابًا وإيابًا، 1000 مللي ثانية / 1.073 مللي ثانية يساوي 931 هرتز.
  10. بما في ذلك القاذفات بالإضافة إلى الطائرات الأخرى.
  11. لم يتم العثور على معنى الحرف F في AIF في المراجع الموجودة، ولكن من المحتمل أن يرمز إلى Follow (اتبع).
  12. يبدو أن هودجكين يشير إلى أن ويليامز هو من قاد جهود التطوير الأساسية.
  13. وقد أثرت مشكلة مماثلة على الطراز السابق Mk. IV.
  14. لا يزال سبب تطوير منارات الميكروويف المنفصلة غير واضح في المصادر المتاحة. معظم المقاتلات المزودة بنظام Mk. VIII كانت تستخدم أيضًا نظام Lucero لتحديد هوية الصديق والعدو (IFF)، وتستخدمه أيضًا لتحديد هوية العدو والصديق (AIBA)، لذا يبدو أن استخدام Lucero للمنارات ليس ضروريًا. قد يكون هذا مرتبطًا بتطوير نظام H2S على القاذفات، وهي طائرات لا تزال بحاجة إلى خدمات المنارات ولكنها لا تحتاج إلى نظام منفصل مثل Lucero. يلزم إجراء المزيد من البحث.

مراجع

الاقتباسات

  1. بوين 1998 ، ص 32.
  2. بوين 1998 ، ص 30.
  3. بوين 1998 ، ص 31.
  4. بوين 1998 ، ص 35-38.
  5. بوين 1998 ، ص 38.
  6. بوين 1998 ، ص 47.
  7. براون 1999 ، ص 61.
  8. وايت 2007 ، ص 18.
  9. 1 2 هانبري براون 1991 ، ص 59.
  10. زيمرمان 2001 ، ص 224.
  11. بوين 1998 ، ص 142.
  12. وايت 2007 ، ص 125.
  13. 1 2 3 بوين 1998 ، ص 143.
  14. 1 2 3 4 5 6 7 لوفيل 1991 ، ص 35.
  15. وايت 2007 ، ص 29-30.
  16. لوفيل 1991 ، ص 18.
  17. 1 2 3 لوفيل 1991 ، ص 39.
  18. لوفيل 1991 ، ص 30.
  19. لوفيل 1991 ، ص 36-37.
  20. وايت 2007 ، ص 128.
  21. 1 2 3 4 5 6 لوفيل 1991 ، ص 37.
  22. لوفيل 1991 ، ص 40.
  23. هودجكين 1994 ، ص 153.
  24. وايت 2007 ، ص 127.
  25. 1 2 3 لوفيل 1991 ، ص 58.
  26. 1 2 وايت 2007 ، ص. 129.
  27. بينلي، بيل (يناير 2011). "ريج بات" . رادار بوربيك .
  28. لوفيل 1991 ، ص. 13، 42.
  29. 1 2 3 4 وايت 2007 ، ص 130.
  30. لوفيل 1991 ، ص 42.
  31. 1 2 3 لوفيل 1991 ، ص 48.
  32. 1 2 3 4 لوفيل 1991 ، ص 49.
  33. 1 2 وايت 2007 ، ص. 131.
  34. وايت 2007 ، ص 170.
  35. 1 2 وايت 2007 ، ص. 149.
  36. 1 2 3 لوفيل 1991 ، ص 57.
  37. وايت 2007 ، ص 132.
  38. لوفيل 1991 ، ص 60.
  39. 1 2 3 4 5 لوفيل 1991 ، ص. 61.
  40. 1 2 لوفيل 1991 ، ص. 62.
  41. 1 2 3 4 هودجكين 1994 ، ص 192.
  42. 1 2 هودجكين 1994 ، ص. 181.
  43. 1 2 3 4 لوفيل 1991 ، ص. 64.
  44. هودجكين 1994 ، ص 185-186.
  45. هودجكين 1994 ، ص 184.
  46. 1 2 وايت 2007 ، ص. 144.
  47. لوفيل 1991 ، ص 63.
  48. واتسون 2009 ، ص 165.
  49. هودجكين 1994 ، ص 185.
  50. بوين 1998 ، ص 202.
  51. هودجكين 1994 ، ص 186.
  52. 1 2 هودجكين 1994 ، ص. 187.
  53. هودجكين 1994 ، ص 188.
  54. وايت 2007 ، ص 88-89.
  55. زيمرمان 2001 ، ص 169-170.
  56. وايت 2007 ، ص 134.
  57. وايت 2007 ، ص 141.
  58. 1 2 بوين 1998 ، ص. 156.
  59. 1 2 البحرية 1946 .
  60. 1 2 3 وايت 2007 ، ص 135.
  61. وايت 2007 ، ص 147.
  62. 1 2 وايت 2007 ، ص. 148.
  63. 1 2 3 هودجكين 1994 ، ص 193.
  64. هودجكين 1994 ، ص 191.
  65. 1 2 3 4 وايت 2007 ، ص 150.
  66. هودجكين 1994 ، ص 189.
  67. 1 2 وايت 2007 ، ص. 151.
  68. لوفيل 1991 ، ص 119-120.
  69. 1 2 لوفيل 1991 ، ص. 121.
  70. وايت 2007 ، ص 152.
  71. وايت 2007 ، ص 153.
  72. وايت 2007 ، ص 154.
  73. وايت 2007 ، ص 156.
  74. وايت 2007 ، ص 158.
  75. وايت 2007 ، ص 160.
  76. فورتشيك 2013 ، ص 56.
  77. 1 2 وايت 2007 ، ص. 178.
  78. وايت 2007 ، ص 181.
  79. وايت 2007 ، ص 183.
  80. 1 2 3 وايت 2007 ، ص 186.
  81. وايت 2007 ، ص 187.
  82. وايت 2007 ، ص 190.
  83. لوفيل 1991 ، ص 69.
  84. 1 2 3 4 لوفيل 1991 ، ص 69-79.
  85. 1 2 لوفيل 1991 ، ص 80.
  86. وايت 2007 ، ص 162.
  87. وايت 2007 ، ص 163.
  88. وايت 2007 ، ص 4.
  89. لوفيل 1991 ، ص 81.
  90. 1 2 3 4 وايت 2007 ، ص 171.
  91. جونز 1978 ، ص 291-299.
  92. وايت 2007 ، ص 172.
  93. وايت 2007 ، ص 173.
  94. لوفيل 1991 ، ص 82.
  95. 1 2 وايت 2007 ، ص. 207.
  96. وايت 2007 ، ص 206.
  97. وايت 2007 ، ص 210.
  98. 1 2 3 وايت 2007 ، ص 211.
  99. لوفيل 1991 ، ص 82-83.
  100. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 54.
  101. 1 2 AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 55.
  102. 1 2 3 4 AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 78.
  103. 1 2 3 AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 58.
  104. AP1093D 1946 ، الفقرة 57.
  105. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 62.
  106. 1 2 AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 59.
  107. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 56.
  108. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 63.
  109. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 67.
  110. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 66.
  111. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 68.
  112. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 69.
  113. 1 2 3 AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 71.
  114. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 72.
  115. 1 2 3 AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 73.
  116. 1 2 AP1093D 1946 ، الفصل 6، الفقرة 21.
  117. جونز، آر في (2009). الحرب الأكثر سرية . دار بنغوين للنشر. ص 28. رقم ISBN  9780141957678.
  118. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 74.
  119. ^ AP1093D 1946 ، الفصل 1، الفقرة 75.

المواصفات الواردة في مربع المعلومات مأخوذة من AP1093D، الفقرة 78. لاحظ أن AP يعطي عرضين للشعاع، 10 و 12 درجة.

فهرس

تتوفر مقتطفات في الجزء الأول؛ 1936 – 1945 والجزء الثاني؛ 1945 – 1959
  • زيمرمان، ديفيد (2001). درع بريطانيا: الرادار وهزيمة سلاح الجو الألماني . ساتون. ISBN 9780750917995.