ASV Mark III radar

Radar, Air-to-Surface Vessel, Mark III, or ASV Mk. III for short, was a surface search radar system used by RAF Coastal Command during World War II. It was a slightly modified version of the H2S radar used by RAF Bomber Command, with minor changes to the antenna to make it more useful for the anti-submarine role. It was Coastal Command's primary radar from the spring of 1943 until the end of the war. Several improved versions were introduced, notably the ASV Mark VI, which replaced most Mk. IIIs from 1944 and ASV Mark VII radar, which saw only limited use until the post-war era.

Coastal Command's first radar was ASV Mark I, which began experimental use in 1939. Minor improvements were made for the Mark II in 1940 but it was not widely available until late 1941. Having realized that the RAF was using radar to detect their U-boats, in the summer of 1942 the Germans introduced the Metox radar detector to listen for their signals. This gave the submarine a warning of the aircraft approach long before the submarine became visible on the aircraft's radar display. The RAF noticed this in early autumn when crews reported with increasing frequency that they would detect submarines that would disappear as they approached.

An ASV working in microwave frequencies using the new cavity magnetron had been under development for some time at this point, known as ASVS, but had not matured for various reasons. Robert Hanbury Brown suggested using H2S for ASV but this had been rejected by Bomber Command, who wanted all the sets for themselves. Brown continued development with EMI and presented it again in late 1942 when Metox negated the earlier marks of ASV. Obstruction by Bomber Command led to more delays and it was not until March 1943 that the first dozen aircraft were operational. Deliveries were rapid after this point and Mk. II had been largely replaced by the end of the summer.

لم يكن لدى الألمان أي وسيلة لكشف إشارات جهاز الكشف مارك 3، الذي كان يعمل في  نطاق 10 سم مقارنةً  بطول موجة 1.5 متر لجهاز مارك 2. وزاد الأمر تعقيدًا تصريح ضابط أسير من سلاح الجو الملكي البريطاني بأنه كان يحمل جهازًا قادرًا على كشف رادار ميتوكس. وبالتزامن مع ظهور تقنيات أخرى مضادة للغواصات في نفس الفترة تقريبًا، ارتفعت خسائر الغواصات بشكل حاد في أواخر ربيع عام 1943. وبحلول الوقت الذي أدرك فيه الألمان ما فعله البريطانيون، كانت قوة الغواصات الألمانية قد دُمرت تقريبًا، وكانت معركة الأطلسي تدخل مرحلتها الأخيرة. تم إدخال جهاز ناكسوس ، وهو كاشف يعمل بالموجات الدقيقة، في أكتوبر 1943، لكنه لم يكن حساسًا كجهاز ميتوكس، ولم يكن له تأثير يُذكر على مجريات الأحداث؛ واستمر جهاز مارك 3 في توجيه معظم أسطول قيادة السواحل حتى نهاية الحرب.

تطوير

مارك الثاني

طائرة أفرو أنسون K8758 ، كما تُرى من K6260 . وقد أدى الرادار التجريبي الموجود على K6260 إلى تطوير مركبة الاستطلاع الجوي.

بدأ تطوير أنظمة ASV الأصلية عام 1937، بعد أن لاحظ الفريق الذي كان يختبر رادارًا تجريبيًا جو-جو إشارات غريبة أثناء تحليقه بالقرب من شاطئ القناة الإنجليزية . أدركوا لاحقًا أن هذه الإشارات كانت أحواض السفن والرافعات في ميناء هارويتش، على بعد أميال جنوبهم. ظهرت أيضًا سفن شحن، لكن الفريق لم يتمكن من اختبارها بدقة لأن طائرتهم من طراز هاندلي بيج هيفورد كانت ممنوعة من التحليق فوق الماء. [ 1 ] ولمعالجة هذه المشكلة، أُجريت اختبارات إضافية على طائرتي دورية من طراز أفرو أنسون . كان النظام بدائيًا، حيث كان عبارة عن هوائي ثنائي القطب بسيط يُخرج من النافذة ويُحرك يدويًا لرصد الإشارات. [ 2 ]

لأسباب عديدة،  كان أداء نظام الرادار ذي الطول الموجي 1.5 متر أفضل فوق الماء منه فوق اليابسة؛ لا سيما أن المساحة الكبيرة والجوانب الرأسية المسطحة للسفن جعلتها أهدافًا رادارية ممتازة. بعد تطوير هوائيات مناسبة، أصبح النظام جاهزًا للإنتاج إلى حد كبير بحلول أوائل عام 1939. توفرت مجموعات بجودة الإنتاج في أواخر عام 1939 ودخلت الخدمة التشغيلية في يناير 1940، لتصبح أول نظام رادار للطائرات يُستخدم في القتال. تبع ذلك إصدار مُحسَّن نوعًا ما، وهو مارك 2، في عام 1941. [ 3 ]

كانت تصاميم طائرات ASV تتميز بمدى أدنى طويل نسبيًا، مما يعني اختفاء أهداف الغواصات من الشاشة لحظة اقتراب الطائرة للهجوم. وفي الليل، كان هذا يسمح للغواصات بالفرار. وقد حُلّت هذه المشكلة بواسطة كشاف لي ، وهو كشاف ضوئي يُضيء الغواصات خلال الثواني الأخيرة من الاقتراب. وبحلول أوائل عام 1942، تم تركيب طائرات ASV Mark II وكشاف لي على أعداد كبيرة من الطائرات، في الوقت المناسب تمامًا لانتهاء فترة التوقف الشتوية. كانت الغواصات الألمانية (يو-بوت) آمنة في السابق ليلًا، وكان بإمكانها العمل من خليج بسكاي على الرغم من قربه من السواحل البريطانية. وبحلول ربيع عام 1942، أصبح خليج بسكاي فخًا للموت؛ إذ كانت الطائرات تظهر فجأة في منتصف الليل، وتُلقي القنابل والشحنات المضادة للغواصات، ثم تختفي مرة أخرى في لحظات. [ 4 ]

تمكن الألمان من هزيمة غواصات ASV Mark II بحلول نهاية عام 1942 بفضل إدخال جهاز كشف الرادار Metox . كان هذا الجهاز يُضخّم نبضات الرادار ويُرسلها إلى سماعات مشغل الراديو. ومع الخبرة، أصبح بإمكان المشغلين تحديد ما إذا كانت الطائرة تقترب أم تحلق فقط. وكان هذا يُصدر هذا التحذير قبل وقت طويل من ظهور أصداء الغواصة على شاشة الطائرة، مما يسمح للغواصة بالغوص والإفلات من الرصد. [ 4 ]

ASVS، مارك 3 الأصلي

عند وضع هذه الكتلة النحاسية البسيطة بين قطبي مغناطيس قوي على شكل حدوة حصان ، فإنها تنتج العديد من الكيلوواط من إشارات الميكروويف ، مما أدى إلى إحداث ثورة في مجال الرادار.

بعد اختراع المغنطرون التجويفي في أوائل أربعينيات القرن العشرين ، والذي كان يُنتج موجات ميكروية بطول موجي يبلغ حوالي 10  سم، بدأت جميع القوات البريطانية بتطوير رادارات تستخدم هذه الأجهزة. ومن بين هذه الفرق، حوّلت فرق وزارة الطيران، التي طوّرت أنظمة الذكاء الاصطناعي والرؤية المضادة للغواصات، اهتمامها إلى نظام التعرف الآلي (AIS)، حيث يرمز الحرف S إلى "الحساسية". [ 5 ] أظهرت الاختبارات التي أُجريت في أبريل 1941 على أجهزة بدائية مُجمّعة ضد الغواصة البريطانية "  سيليون " قدرتها على كشف الغواصات شبه المغمورة على مدى عدة أميال. [ 6 ]

في يونيو 1941، قُدِّم طلب رسمي إلى روبرت واتسون-وات لتشكيل فريق مستقل لتطوير نظام تحديد المواقع الجوي (ASVS). كان هذا النظام في البداية نسخة من نظام مارك 2 مع الحد الأدنى من التعديلات اللازمة لاستخدام المغنطرون كجهاز إرسال. وبخلاف ذلك، كان النظام يعمل بنفس طريقة نظام مارك 2، حيث تُستخدم القوة النسبية للإشارات المرتدة من هوائيين لتحديد الاتجاه التقريبي للهدف؛ فإذا كانت الإشارة المرتدة من الهوائي الأيسر أقوى قليلاً، فإن الهدف يقع في مكان ما إلى يسار مقدمة الطائرة. [ 7 ]

خلال الفترة نفسها، كان مركز أبحاث الرادار (TRE) يُطوّر رادار H2S الجديد لقيادة القاذفات. تميّز رادار H2S بمؤشر موقع الطائرة (PPI)، الذي يُنتج عرضًا ثنائي الأبعاد بزاوية 360 درجة للأرض أسفل الطائرة، يُشبه الخريطة. كما سهّل مؤشر موقع الطائرة (PPI) بشكل كبير عمل المُشغّل في معظم مهام الرادار الأخرى، إذ أصبح بإمكانه رؤية المنطقة المحيطة بالطائرة بنظرة واحدة بدلًا من الاضطرار إلى المسح اليدوي ذهابًا وإيابًا عبر المناطق المُراد رصدها. وسرعان ما اعتمدت شركة ASVS مؤشر موقع الطائرة (PPI) أيضًا، باستخدام شاشة أنبوب أشعة كاثودية (CRT) مقاس 9 بوصات (230 مم) وشاشة ثانية لعرض المدى فقط، على أنبوب أشعة كاثودية (CRT) مقاس 6 بوصات (150 مم) . [ 7 ]  

طُوِّر نظام H2S خصيصًا للقاذفات الجديدة ذات المحركات الأربعة التي كانت تُطرح في الخدمة آنذاك، بينما كانت تصاميم قيادة القاذفات القديمة، مثل ويلينغتون، تُنقل إلى قيادة السواحل. كانت القاذفات الجديدة، مثل هاندلي بيج هاليفاكس ، مزودة بفتحة دائرية كبيرة في أسفلها لتركيب برج المدفع ، وصُمِّم هوائي H2S ليتناسب مع هذه الفتحة. كانت فتحة برج المدفع في ويلينغتون أصغر بكثير، لذا كان التعديل الرئيسي المطلوب هو تقليص عرض الهوائي من 910 ملم (36 بوصة ) إلى 710 ملم (28 بوصة) . باستثناء ذلك، كانت الوحدات مشابهة لنظام H2S Mark I. [ 6 ]  

أشار فيليب دي إلى أن أول رحلة تجريبية على متن طائرة ويلينغتون T2968 لم تتم إلا في ديسمبر 1941، ولم يلاحظ أن طائرة ASV رصدت السفينة الصغيرة تيتلارك على بُعد 12 ميلاً إلا في 13 يناير 1942. [ 6 ] أدى النجاح إلى توقيع عقود مع شركة فيرانتي لتصنيع الإلكترونيات، ومع شركة متروبوليتان فيكرز (ميتروفيك) لتصنيع نظام هوائي المسح، والذي عُرف لاحقًا باسم ASV Mark III. [ 8 ] كانت فيرانتي قد جهزت نموذجًا أوليًا بحلول صيف 1942، على الرغم من أنها توقعت ألا تكون أولى عمليات التسليم جاهزة قبل ربيع 1943. [ 8 ]

اختبار ASVS

استمرت الاختبارات على المركبة T2968 حتى 24 فبراير، وفي 7 مارس 1942 أُرسلت إلى قاعدة باليكلي التابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني في أيرلندا الشمالية لإجراء اختبارات تنافسية ضد مركبات الاستطلاع المضادة للغواصات الأخرى. [ 7 ] من بينها المركبة Mark IIA التي زُوّدت بجهاز إرسال جديد زاد من قدرة البث من 7 إلى 100 كيلوواط . وقد وُجد أن هذا يزيد من مدى الكشف عن الغواصات الطافية إلى حوالي 23 كيلومترًا ، و 11 كيلومترًا حتى عندما تكون الغواصة شبه مغمورة، أي أن برج القيادة فقط هو الظاهر فوق الماء. وكان هذا ضعف المدى الفعال تقريبًا للمركبة Mark II الأصلية. ومع ذلك، فقد زاد هذا أيضًا من التشويش بشكل كبير نظرًا لتضخيم الإشارات المرتدة من الأمواج بشكل مماثل. [ 9 ] استخدمت وحدة ثانية جهاز إرسال عالي القدرة مماثل يعمل على طول موجي 50 سم بدلًا من 1.5 متر، ولكن تبيّن أنه لا يُقدّم أي مزايا مقارنةً بالمركبة Mark II الأساسية. [ 9 ]     

في المقابل، أظهر نظام ASVS تحسينات ملحوظة. فقد بلغ مداه في رصد القوافل 64 كيلومترًا (40 ميلًا) عندما كانت الطائرة تحلق على ارتفاع 150 مترًا فقط، على الرغم من أن أفق الرادار لم يتجاوز 50 كيلومترًا (27 ميلًا بحريًا ) عند ذلك الارتفاع. وتم رصد طائرات أخرى على بُعد 16 كيلومترًا (10 أميال) وغواصات على السطح على بُعد 19 كيلومترًا (12 ميلًا) . تم اختيار نظام ASVS فورًا كمتطلب تشغيلي جديد ، كما تم طلب نظام 50 سم كنسخة احتياطية. وبعد التأكد من فعالية المغنطرون، تم إلغاء نظام 50 سم. [ 10 ]        

H2S، مارك III الجديد

سمح الهوائي الصغير لطائرة مارك 3 بتركيبها في غطاء أصغر بكثير من غطاء طائرة H2S. يظهر هنا أسفل مقدمة طائرة ويلينغتون تابعة للسرب رقم 458 من سلاح الجو الملكي الأسترالي .

كان روبرت هانبري براون مقتنعًا بإمكانية تكييف رادار H2S، الذي كان قيد التطوير لصالح قيادة قاذفات سلاح الجو الملكي البريطاني، للعمل ضد السفن، وذلك ببساطة عن طريق تغيير الهوائي إلى هوائي مناسب لطائرة تحلق على ارتفاع 2000 قدم (610 أمتار) بدلًا من 20000 قدم (6100 متر) . وواصل العمل على هذا المشروع مع المطورين الرئيسيين لرادار H2S، شركة EMI . [ 11 ]  

بحلول أواخر عام 1942، تم طرح نظام ميتوكس، وأفاد فيرانتي بأن نظام مارك 3 لن يكون متاحًا بكميات كبيرة لبعض الوقت. كان تعديل براون القائم على كبريتيد الهيدروجين قد اكتمل إلى حد كبير، وكان من الممكن تركيب عدد قليل من الوحدات المصنعة يدويًا بحلول نهاية عام 1942. هذا النظام، الذي يعمل على تردد 10  سم، سيكون غير مرئي لنظام ميتوكس. [ 12 ] لم يكن فريق TRE المسؤول عن نظام ASVS تحت سيطرة دي، لذلك كان سعيدًا بالإشارة إلى مشاكل تصميمهم. في 25 سبتمبر 1942، في اجتماع في مركز DCD، لاحظ دي أن فريقي الذكاء الاصطناعي وASV كانا يطوران نظامين منفصلين، كانا متطابقين تقريبًا من منظور الإشارات. كان الاختلاف الرئيسي الوحيد هو أن نظام ASV كان يحتوي على شاشات عرض أكبر. اقترح التخلي عن نظام فيرانتي واستخدام النظام القائم على كبريتيد الهيدروجين. [ 13 ]

عُقد الاجتماع وسط نقاش حاد حول استخدام الماغنيترون؛ ففي حال إسقاط طائرة تحمل غاز كبريتيد الهيدروجين (H2S)، ستقع في أيدي الألمان، وسيُعاد هندستها بسرعة . وكان فريدريك ليندمان من أشد المعارضين لاستخدام الماغنيترون في H2S، وطالب باستخدام الكليسترون بدلاً منه. كان الكليسترون معروفًا لدى الألمان، وهو هش للغاية لدرجة أنه من غير المرجح أن ينجو من أي تحطم. لم يكن هناك قلق مماثل بشأن مركبة ASV، حيث سيسقط الماغنيترون في الماء إذا أُسقطت. هذا ما جعل ASV خيارًا أكثر أمانًا لنشر وحدات الماغنيترون القليلة المتاحة. اعترض قائد قيادة القاذفات، آرثر "بومبر" هاريس ، مدعيًا أن قاذفاته ستلحق ضررًا أكبر بكثير بأسطول الغواصات الألمانية بقصف أحواضها في فرنسا، مقارنةً بما ستلحقه قيادة السواحل بمطاردتها في البحر. انتهى الاجتماع بمنح قيادة السواحل الأولوية في الحصول على الوحدات التي تعمل بالماغنيترون. في 30 سبتمبر، صدرت الأوامر لشركة فيرانتي بالتوقف عن العمل على تصميمها لصالح النظام القائم على H2S، والذي سيُعرف أيضًا باسم Mark III. [ 14 ]

اشتكت القيادات العليا في قيادة السواحل، إذ ألغت وزارة الطيران مشروع مارك 3 الأصلي دون استشارتهم؛ ولم يُعجبهم توفره الفوري. وأدت هذه الشكاوى إلى مزيد من التوتر بينهم وبين قيادة القاذفات. ومما زاد الطين بلة، أن قائد قيادة السواحل، فيليب جوبير دي لا فيرتيه ، زار فرق تطوير الرادار في مركز أبحاث الدفاع الجوي (TRE) وأخبرهم أنه لا يؤمن بنظام ASV، مما دفعهم للمطالبة برؤيته قيد التشغيل. [ 11 ] وازداد الارتباك عندما اقترحت فرق مركز أبحاث الدفاع الجوي تركيب الرادار الجديد على هياكل طائرات بأربعة محركات. فهذا من شأنه أن يوفر مساحة واسعة للتركيبات ومدى ممتاز فوق شمال المحيط الأطلسي. وفي 8 ديسمبر 1942، عُقد اجتماع لمناقشة الموضوع، لكن جوبير رفض التدخل لصالح مركز أبحاث الدفاع الجوي، وأُمروا بالاستمرار في استخدام طائرة ويلينغتون ذات المحركين. [ 11 ]

في الخدمة

الرحلات الجوية الأولية

في طائرة ويلينغتون، تم استخدام حلقة البرج البطنية غير المستخدمة لتركيب نسخة قابلة للسحب من مصباح لي الذي يقلل من السحب أثناء الطيران.

تزامن استخدام طائرة ويلينغتون المزودة بنظام ASV Mark III مع نقل مصباح لي لايت من جناح الطائرة إلى هيكل قابل للسحب يشبه سلة المهملات، يمتد لأسفل عبر حلقة برج المدفع السفلي السابقة. هذا يعني أنه لا يمكن وضع ماسح الرادار في ذلك الموقع، كما كان الحال في طائرات H2S. وبدلاً من ذلك، نُقل غطاء الرادار إلى مقدمة الطائرة. أدى ذلك إلى حجب المسح باتجاه الخلف، بزاوية 40 درجة تقريبًا على جانبي جسم الطائرة ، مما استلزم إزالة مدافع المقدمة؛ إذ كان مدفعي المقدمة يطلق النار عادةً على الغواصات الألمانية لإخماد نيران مدافعها المضادة للطائرات، وكان فقدان هذه القدرة أمرًا غير مرغوب فيه. [ 11 ]

بحلول نهاية العام، توفر عدد قليل من الوحدات، وفي ديسمبر 1942، أُرسلت وحدتان إلى وحدة الصيانة رقم 30 لتركيبها على طائرات ويلينغتون VIII، التي بدأت اختباراتها في وحدة تطوير قيادة السواحل في يناير. [ 8 ] لم يكن هناك فرق يُذكر بين جهازي H2S وASV باستثناء الاسم. احتوى كلاهما على شاشتي عرض CRT، أنبوب 6 بوصات لعرض الماسح الضوئي الرئيسي، وشاشة أصغر 3 بوصات أسفله لقياس الارتفاع. استُخدمت الشاشة الأخيرة لقياس الارتفاع، وللاستخدام مع منارات يوريكا اللاسلكية ، وفي جهاز ASV، استُخدمت أيضًا كنظام توقيت لإضاءة منارة لي. [ 15 ]

لم تدم الأولوية الممنوحة لقيادة السواحل طويلًا، ففي 8 يناير 1943، عادت الأولوية إلى قيادة القاذفات. واتضح عدم وجود عدد كافٍ من الفنيين لتشغيل الوحدات، فبالإضافة إلى المجندين المحليين، أرسلت دفعة من قاعدة سلاح الجو الملكي البريطاني كلينتون، التي شُكّلت حديثًا في أونتاريو بكندا، 110 فنيين آخرين. وقد أمضى هؤلاء الفنيون فترة قصيرة في الولايات المتحدة للتدرب على جهاز DMS-1000 الأمريكي التصميم المماثل . [ 16 ]

نُفذت أول دورية عملياتية باستخدام إحدى الطائرتين ليلة 1/2 مارس 1943. عادت الطائرة من خليج بسكاي دون رصد أي غواصات. خلال الدورية، تعرضت الطائرة لهجوم من مقاتلات ليلية ألمانية ، وتمكن مشغل الرادار من إعطاء الطيار تعليمات لتجنبها. عادت دوريات مماثلة خالية الوفاض حتى ليلة 17 مارس، عندما رصدت الطائرة H538 غواصة على بُعد 14 كيلومترًا ، لكن عطلًا عطلًا في منارتها الضوئية حال دون شن الهجوم. في الليلة التالية، رصدت الطائرة نفسها غواصة على بُعد 11 كيلومترًا وألقت عليها قنبلة أعماق . [ 11 ] بدأت إمدادات المغنطرون بالتحسن في بداية مارس 1943، وفي 12 مارس، تقرر تقسيم الشحنات بالتساوي بين القيادتين. حينها، أصبح نقص قطع الغيار مشكلة خطيرة، ولكن تم حلها في النهاية بإرسال المزيد من قطع الغيار إلى قيادة القاذفات، لتعويض ارتفاع معدلات خسائرها. [ 16 ]  

دخلت الخدمة

بحلول نهاية مارس، وصلت وحدات كافية إلى السرب رقم 172 التابع لسلاح الجو الملكي البريطاني في قاعدة تشيفينور لتحويل طائرات ويلينغتون XII إلى طراز مارك III. وسرعان ما بدأ السرب شنّ هجمات أسبوعية، وفي أبريل، ارتفع عدد عمليات الرصد في الخليج بشكل ملحوظ. وأظهرت الحسابات أن الطائرات كانت ترصد على الأقل كل غواصة في الخدمة آنذاك. [ 17 ] بالتزامن مع إدخال طراز مارك III، بدأت أولى وحدات الرادار الأمريكية المماثلة بالوصول، والتي بُنيت باستخدام تقنية الماغنيترون التي طُوّرت خلال مهمة تيزارد في أواخر عام 1940. رُكّبت هذه الرادارات من طراز DMS-1000 على طائرات كونسوليديتد بي-24 ليبراتور ، وهي من الطائرات القليلة التي تتمتع بمدى كافٍ يسمح لها بتسيير دوريات فوق فجوة منتصف المحيط الأطلسي ، وبالتالي توفير غطاء جوي للقوافل من هاليفاكس إلى موانئ المملكة المتحدة. تم إرسال طائرة B-24 مزودة بنظام DMS-1000 إلى المملكة المتحدة في يناير 1942 واستخدمت عمليًا من قبل السرب رقم 224 التابع لسلاح الجو الملكي البريطاني ، حيث كان يُشار إلى النظام باسم ASV Mark IV. [ 18 ]

لأسباب غير معروفة، قرر سلاح الجو التابع للجيش الأمريكي إلغاء تطوير جهاز DMS-1000 لصالح جهاز Western Electric SCR-517، على الرغم من أنه أثبت أنه أقل حساسية بكثير. علم سلاح الجو الملكي البريطاني بوحدة أخرى مُخصصة للتركيب على مناطيد خفر السواحل الأمريكي ، وهي Philco ASG، والتي كانت تُضاهي جهاز DMS-1000 الأصلي. طلبوا استخدام جهاز ASG في طلبية طائرات Liberator الخاصة بهم، وأطلقوا عليها اسم ASV Mark V. في مارس، وصلت شحنة من طائرات Liberator مُجهزة بمزيج من أجهزة DMS-1000 وSCR-517 وASG، ودخلت الخدمة في يونيو. افتقرت هذه الطائرات إلى مصباح Leigh Light، ولم تكن قادرة عمومًا على شن الهجوم، لكنها كانت ذات قيمة كبيرة في إرباك اقتراب غواصات يو الألمانية واستدعاء السفن لمهاجمتها. [ 18 ]

انقلبت الأمور

طائرة سندرلاند W4030 المجهزة بـ Mk. III التابعة للسرب رقم 10 من سلاح الجو الملكي الأسترالي تهاجم الغواصة U-243 في خليج بسكاي في صيف عام 1944.

بحلول شهر مايو، تعرضت غواصات يو لهجمات منذ لحظة دخولها خليج بسكاي وحتى عودتها. وحتى لو تمكنت من الفرار إلى المحيط الأطلسي، كانت تُهاجم على بُعد مئات الأميال من القوافل أثناء محاولتها التجمع في أسراب . تزامن ذلك مع وصول فرقاطات جديدة مُجهزة برادارات الميكروويف وأجهزة استقبال الإشارات اللاسلكية ، مما زاد من صعوبة عمليات غواصات يو؛ وأصبح مهاجمة القوافل شبه مستحيل. [ 19 ]

كان كارل دونيتز مقتنعًا بأن ذلك يعود إلى نظام كشف جديد، لكنه ظلّ حائرًا بشأن طبيعته. وفي تقريرٍ قدّمه إلى هتلر في منتصف مايو/أيار عام 1943 ، ذكر ما يلي:

إننا نواجه حالياً أكبر أزمة في حرب الغواصات، حيث أن العدو، من خلال أجهزة تحديد المواقع، يجعل القتال مستحيلاً ويتسبب لنا بخسائر فادحة. [ 19 ]

في محاولة للتصدي للهجمات المتواصلة في خليج بسكاي، أمر دونيتز غواصات يو بمغادرة الميناء نهارًا، حيث يمكنها محاولة إسقاط الطائرات وتوفير غطاء جوي من المقاتلات . ردت قيادة السواحل بتشكيل "أسراب هجومية" باستخدام طائرات عالية السرعة مثل بريستول بوفايتر، التي كانت تحلق في أسراب صغيرة وتشن هجمات خاطفة، مما أدى إلى إرباك دفاعات غواصات يو، كما صعّب على المقاتلات الألمانية مهاجمتها، إذ كانت تشن هجمة واحدة ثم تختفي بسرعة عالية. ورغم أن غواصات يو تمكنت من إسقاط عدة طائرات، إلا أن خسائرها استمرت في الارتفاع. [ 19 ]

في يونيو، شوهدت غواصات يو تغادر الميناء في أساطيل تضم خمس غواصات أو أكثر، مما وفر كثافة عالية من نيران المدفعية المضادة للطائرات لدرجة جعلت الاقتراب منها خطيرًا، مع تقليل فرص رصد كل غواصة على حدة. [ أ ] رد سلاح الجو الملكي البريطاني بجعل الطائرات تتمركز بعيدًا عن غواصات يو واستدعاء المدمرات ، التي كانت قادرة على إغراقها بسهولة. إذا حاولت غواصات يو الغوص، كانت الطائرات تنقض عليها. [ 19 ] بالنسبة للغواصات التي تمكنت من الإفلات من الهجوم في الخليج، أثبتت العمليات ضد القوافل أنها شبه مستحيلة. كل محاولة لتشكيل أسطول كانت تُعرقل قبل وقت طويل من اقتراب القوافل، أحيانًا على بعد مئات الأميال، عندما كانت مجموعات الصيد والتدمير تتعقبها. انخفضت خسائر الشحن البحري بسبب غواصات يو بشكل كبير؛ في يونيو، كانت خسائر الشحن البحري أقل من أي وقت مضى منذ عام 1941. بحلول نهاية الشهر، فُقد 30% من قوة غواصات يو في البحر، وهي كارثة. اضطر دونيتز إلى سحب الأسطول من شمال المحيط الأطلسي، وإرساله إلى مسارح عمليات ثانوية ريثما يتم تطوير حل ما. [ 19 ]

كذبة بريطانية، وارتباك ألماني

في أواخر فبراير 1943، تعرضت الغواصة الألمانية يو-333 لهجوم من طائرة ويلينغتون مجهزة بنظام Mk. III. كان المدفعيون في حالة تأهب قصوى وتمكنوا من إسقاط الطائرة، ولكن أثناء سقوطها، ألقت الطائرة شحنات حول الغواصة. نجت الغواصة وأفادت بأن نظام Metox لم يُصدر أي تحذير بشأن الاقتراب، وأن ضوء Leigh لم يُستخدم. ظهرت الطائرة فجأة من بين الضباب وألقت سلسلة من قنابل الأعماق. [ 21 ] في 7 مارس، تعرضت الغواصة يو-156 لهجوم مماثل، وأبلغت عبر اللاسلكي أنها تعتقد أن رادارًا جديدًا يُستخدم. [ 22 ]

على الرغم من هذا التحذير المبكر بشأن النظام الجديد، إلا أن الجهود الألمانية تعثرت بسبب واحدة من أكثر عمليات التضليل فعالية في الحرب. فقد روى نقيب في قيادة السواحل، أُسر بعد تحطم طائرته، قصة تبدو معقولة، من نسج خياله على ما يبدو، مما ضلّل الألمان لأشهر. زعم النقيب أنهم لم يعودوا يستخدمون رادار Mk. II للكشف الأولي، بل استخدموا جهاز استقبال جديدًا يرصد التسريب الطفيف للتردد المتوسط ​​المستخدم في موالف نظام Metox. وادعى أنه قادر على كشف نظام Metox على مسافات تصل إلى 140 كيلومترًا (90 ميلًا) . وأصبح الرادار يُشغّل فقط خلال الدقائق الأخيرة من الاقتراب للتحقق من المدى ودعم عملية منارة لي. [ 19 ] 

في البداية، شكك الألمان في هذا الادعاء، لكن سلسلة من التجارب المخبرية سرعان ما أثبتت إمكانية ذلك. ثم تم تركيب الجهاز في طائرة، وأظهر قدرته على كشف مادة الميثوكس على مسافة 110 كيلومترات (70 ميلاً) أثناء التحليق على ارتفاع 1800 متر (6000 قدم) . [ 23 ] ويُعزى المدى الإضافي البالغ 32 كيلومترًا (20 ميلاً) الذي زُعم في البداية إلى تفوق المملكة المتحدة في مجال الإلكترونيات. [ 19 ]   

منذ تلك اللحظة، تم التعامل مع المعلومات المغلوطة على أنها حقائق مُسلّمة، [ 19 ] على الرغم من وجود أدلة كثيرة تُخالفها. وشمل ذلك تقارير من غواصات تعرضت للهجوم أثناء إيقاف تشغيل نظام ميتوكس الخاص بها، وتقريراً من مُشغّل لاسلكي مُبادر على متن الغواصة يو-382 كان يُجري تجارب على شاشة عرض مرئية باستخدام نظام ميتوكس، واكتشف إشارات خارج النطاق الطبيعي. [ 24 ] وعلى الرغم من هذه التقارير، في 15 أغسطس 1943، تم إرسال رسالة لاسلكية إلى الأسطول بأكمله تُطالبهم بإيقاف تشغيل نظام ميتوكس. [ 25 ]

كان الجانب الأكثر إثارة للدهشة في هذا الارتباك هو أن الألمان كانوا على دراية بالمغنطرون واستخدامه في رادارات الترددات العالية الجديدة. وقد وقع نموذج سليم منه في أيدي الألمان خلال استخدامه العملياتي الثاني عندما أُسقطت طائرة شورت ستيرلينغ تحمل غاز كبريتيد الهيدروجين فوق روتردام ليلة 2/3 فبراير 1943. [ 26 ] ولأسباب غير معروفة، لم تصل فكرة استخدام هذا النظام في مكافحة الغواصات إلى البحرية، أو استبعدها مهندسو البحرية باعتبارها مستحيلة. [ 19 ]

التدابير المضادة الألمانية

اعتقادًا بأن المشكلة تكمن في تسرب الإشارة من جهاز ميتوكس، زُودت الغواصات العائدة إلى الميناء بكاشف رادار وانز ، المصمم أصلاً لكشف الإشارات في  نطاق 120 إلى 150 سم، ولكن بفضل تصميمه الجديد، انخفض تسرب الإشارة وزادت حساسيته ومدى رصده. ورغم استخدام وانز ، استمرت عمليات إغراق الغواصات، وفي 5 نوفمبر 1943، مُنع استخدام وانز أيضًا، لاعتقادهم بإمكانية تتبعه. [ 27 ] وقد قلل الإصدار الجديد، وانز جي 2، تسرب الإشارة بشكل أكبر على حساب قصر المدى، ولم يُحقق أي تحسن. [ 28 ] وفي صيف عام 1943، طُرح جهاز بوركوم. كان بوركوم أقل حساسية بكثير من وانز، ولكنه قلل التسرب بشكل أكبر لدرجة أن القيادة شعرت بأنه آمن للاستخدام في أي ظرف. ومع أن حساسيته تتراوح بين 75 و300 سم، إلا أن بوركوم ظل خارج نطاق قدرته على كشف غواصات مارك 3. واستمرت عمليات الإغراق دون توقف. [ 28 ] 

لم تفكر البحرية الألمانية في إمكانية استخدام  إشارات 10 سم إلا في سبتمبر 1943. في ذلك الوقت، كان سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) يُدخل جهاز كشف الرادار "ناكسوس" لتمكين مقاتلاته الليلية من تتبع رادارات كبريتيد الهيدروجين (H2S). تم تعديل جهاز الاستقبال ليناسب هوائيًا جديدًا وطُرح في ذلك الشهر. كان "ناكسوس" يوفر كشفًا قصير المدى جدًا، في حدود 8 كيلومترات (5 أميال) ، [ 29 ] لذا حتى لو رصد رادار Mk. III، فإنه لم يُتح سوى وقت ضئيل جدًا للغوص إلى بر الأمان. [ 28 ] علاوة على ذلك، كان هوائي "ناكسوس" جهازًا هشًا، وكان لا بد من إزالته للغوص؛ غرق قائد الغواصة U-625 أثناء محاولته إزالة الهوائي. [ 30 ] 

أُدخلت عدة تحسينات على نظام ناكسوس خلال عام 1944، أبرزها هوائي فليج الجديد الذي لم يكن من الضروري إزالته للغوص. لم يوفر فليج الاستقبال فحسب، بل وفر أيضًا توجيهًا معقولًا، مما سمح بتوفير التوجيه الأولي للمدافع المضادة للطائرات. أُضيف هوائي موكي المُحسَّن ، الذي زُوِّد بهوائيات للكشف عن  إشارات 3 سم عند استعادة وحدة H2S تعمل على التردد من قاذفة تابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني. لم تنتقل قيادة السواحل إلى هذا التردد على نطاق واسع. [ 28 ] أدت الجهود الإضافية لفهم الرادارات البريطانية إلى مهام مع غواصات مُجهزة بأجهزة متطورة، وهما يو-406 ويو -473 ، اللتان غرقتا. [ 31 ] لم يكن نظام ناكسوس حلاً مُقنعًا لمشكلة مارك 3. [ 19 ]

إصدارات محسّنة

IIIA

بعد وصول أولى طائرات الجيل الثالث بفترة وجيزة، أُضيف تحسين طفيف، مما أدى إلى إنتاج طائرة مارك IIIA، أو ARI.5153. على الرغم من وجود عدد من الاختلافات الطفيفة في المعدات، إلا أن الاختلاف الرئيسي كان إضافة نظام لوسيرو . [ 15 ] كان لوسيرو جهاز إرسال واستقبال مضبوطًا على  نطاق تردد 1.5 متر لأجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية المستخدمة في الملاحة ونظام تحديد هوية الصديق والعدو ( IFF) مارك III . [ 32 ] كان جهاز إرسال لوسيرو بقدرة 500  واط يرسل إشارات بشكل دوري بالقرب من 176 ميجاهرتز ، أو يمكن تحويله إلى نظام منارة الاقتراب الأعمى (BABS) عند 173.5 ميجاهرتز. عندما تستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال الأرضية هذه الإشارات، يرد جهاز الإرسال والاستقبال بنبضة قصيرة خاصة به، عادةً بقدرة أكبر بكثير. يلتقط مستقبل لوسيرو هذه النبضة، ويضخمها، ثم يرسلها إلى جهاز قياس الارتفاع ASV أو H2S. [ 33 ] استُخدم هوائيان، وكان مفتاح آلي يُبدّل جهاز الاستقبال بينهما كل 4 أو 5 إشارات، لإنتاج تبديل الفصوص . كما قام المفتاح بتشغيل عاكس إشارة على شاشة الارتفاع، بحيث تسببت الإشارات من الهوائي الأيسر في انحراف إلى اليسار، بدلاً من اليمين المعتاد. وكانت النتيجة ظهور "ومضتين" على شاشة الارتفاع؛ وبمقارنة سعتهما، استطاع مشغل الرادار تحديد اتجاه الإشارة بالنسبة لمقدمة الطائرة. [ 33 ]  

استُخدم نظام لوسيرو لتوفير ملاحة بعيدة المدى للعودة إلى المطارات الرئيسية. أثناء العودة من مهمة، كان مشغل الرادار يُشغّل وحدة لوسيرو، ويستطيع التقاط الإشارات من المطارات حتى لو كانت لا تزال على بُعد نصف ساعة. [ 33 ] مع ازدياد عدد أجهزة الإرسال، ظهرت مشكلة كبيرة تتعلق بازدحام الطيف الترددي. أدى ذلك إلى نقل نظام ريبيكا/يوريكا إلى  نطاق التردد من 214 إلى 234 ميجاهرتز، مما أدى بدوره إلى ظهور إصدارات جديدة من لوسيرو يمكن استخدامها مع هذا النظام. [ 32 ]

IIIب

بحلول نهاية عام 1943، أُدخلت تحسينات جوهرية على نظام H2S وبدأ إنتاجه، شملت تصميمات هوائيات أكثر كفاءة، واستخدام الموجهات الموجية بدلًا من الكابلات المحورية مما حسّن قوة الإشارة، ونظام تثبيت الدوران للحفاظ على ثبات الصورة أثناء مناورة الطائرة، وشاشة عرض "الشمال للأعلى"، وشاشات عرض مُصحّحة الارتفاع تُظهر المسافة الأرضية بدلًا من المدى المائل . لم تكن هذه التحسينات ذات أهمية كبيرة في دور طائرات الاستطلاع الجوي، لا سيما تعديلات المدى الأرضي التي لم تكن ضرورية - نظرًا لانخفاض الارتفاعات التي كانت تحلق عليها هذه الطائرات، لم يكن المدى المائل مختلفًا كثيرًا عن المسافة الأرضية. [ 34 ]

نظرًا لعدم حاجة قيادة السواحل لهذه التحسينات، أصبح نظاما H2S وASV خطين منفصلين مع طرح أول نظام ASV مُخصص، وهو Mark IIIB. في هذا الإصدار، سمحت آلية تحكم جديدة للمشغل بتوسيع "حلقة الصفر" مع اقتراب الطائرة من الهدف، مما أبقى مؤشر الهدف بالقرب من الحافة الخارجية للشاشة بدلًا من اقترابه الطبيعي من مركزها. أدى ذلك إلى إبقاء المؤشر أكبر على الشاشة، مما حسّن الدقة الزاوية من حوالي 6 درجات إلى حوالي 1.7 درجة خلال آخر 300 متر (1000 قدم) من الاقتراب. [ 34 ] كانت التغييرات الأخرى طفيفة؛ فقبل إدخال تعديلات نطاق الارتفاع في نظام H2S الأحدث، كان هذا التعديل يُجرى باستخدام آلة حاسبة ميكانيكية بسيطة تُسمى "أسطوانة الارتفاع". ولأن هذا لم يكن ضروريًا لنظام ASV، فقد أُزيلت خطوط النطاق المستخدمة في هذه الحسابات من الأسطوانة واستُبدلت بخط ذي خطوات ثابتة تُشير إلى نطاقات 1.6 كيلومتر (ميل واحد ) يمكن استخدامها مع نظام BABS دون الحاجة إلى النظر إلى الأسطوانة لتقدير المسافة إلى المطار. لم يعد بالإمكان تعديل "الوميض"، وهو وميض صغير ناتج عن نظام أسطوانة المدى والذي كان يُعرض على منظار الارتفاع، بل أصبح ثابتًا عند مدى ميل واحد، ويُستخدم لتوقيت استخدام ضوء لي. [ 34 ]   

IIIC

أنتجت أغطية الرادار ذات التصميم الانسيابي الجيد في طراز Mark IIIC مقاومة أقل من مجموعات الهوائيات الكبيرة في طراز Mark II.

By 1943 the Short Sunderland flying boat was a major part of the Coastal Command fleet. These had been using ASV Mark II, whose antennas were mounted under the wings or on either side of the fuselage. Mark III presented a problem as the nose and belly locations that gave the required all-round view could not be used due to the boat hull of the aircraft. This led to a modified version known as Mark IIIC.[35] IIIC used two scanners, one under the outer section of each wing. Their rotation was synchronized to one drive and the radio signal switched between them during the rotation. To maintain coverage in the important dead-ahead area, the signal did not switch to the port-side (left) scanner until 15° past dead-ahead, so the starboard-side (right) scanner covered 195°, not 180. The signal was provided by a magnetron, piped to the scanners via a waveguide run through the leading edge of the Sunderland's massive wing.[35] In tests carried out in April 1944, the IIIC demonstrated greatly improved performance over the Mk. IIIs in Wellington and Halifax, as much as double, although the reasons were never fully determined.[34]

Sea return discriminator

Large waves have vertical sides that reflect radar efficiently, and this causes false returns on the display. In high sea states this can fill the display with noise, rendering the system useless. This led to experiments with a "sea return discriminator" to help filter these out.[36] The discriminator was a high pass filter that muted any low-frequency components of the signal as it exited the amplifiers. This caused a -3 dB reduction in signal below about 40 kHz. In experiments in March 1944, it was reported that the system eliminated wave clutter in medium sea states and greatly reduced it in high states. Although it also reduced the signal returned from targets, a good operator could adjust the set so it was not adversely affected for tracking.[36]

Replacement

When Metox was first introduced, the TRE responded with several concepts to defeat it. Among these was ASV Mark IIA, a more powerful version of the original Mk. II which also included an attenuator known as "Vixen". The radar operator would use Vixen to progressively mute the transmission signals as they approached the submarine, making it appear the aircraft was simply flying by at some distance. The second idea was to move to a new frequency, which became the Mk. III. In testing in January 1942, Mark III proved superior and Mk. IIA was dropped.[10]

عندما طُرح جهاز مارك 3، توقع مطوروه في مركز أبحاث الاتصالات (TRE) أن الألمان سيوسعون نطاق استجابة تردد جهاز ميتوكس بسرعة لرصد الإشارات الجديدة، وأن الدورة ستتكرر. ولتوقع ذلك، بدأت عدة عمليات تطوير لتقديم نماذج جديدة جاهزة للخدمة فور اتضاح حدوث ذلك. وكما هو الحال مع مارك 2، درسوا حلين محتملين: نسخة أكثر قوة من مارك 3 مزودة بمخفف إشارة، والانتقال إلى تردد جديد. وقد ظهر هذان الحلان في مارك 6 ومارك 7. [ 37 ]

لم تبدأ أطقم سلاح الجو الملكي البريطاني بملاحظة عودة مشكلة "اختفاء الأهداف" إلا في أكتوبر 1943، والتي كانت ناجمة عن إدخال نظام ناكسوس. ونظرًا لهذا التأخير غير المتوقع في مواجهة نظام مارك 3، كان كلا النموذجين متقدمين للغاية، ولكن لم يتم تركيب نظام مارك 6 على طائرات ويلينغتون إلا في فبراير 1944. وحتى ذلك الحين، لم يكن نظام ناكسوس فعالًا مثل نظام ميتوكس، وعلى الرغم من بعض حالات هروب الغواصات الألمانية بمساعدة ناكسوس، إلا أنها كانت استثناءً، وظل نظام مارك 3 النظام الأكثر استخدامًا حتى نهاية الحرب. [ 38 ]

مارك السادس

تم تقديم نوعين من المخففات في مشروع مارك 6. [ 37 ] يتكون النوع 53 من حلقتين سلكيتين، طول كل منهما ربع طول الموجة، على جانبي الدليل الموجي بين المغنطرون والهوائي. عند تدوير الحلقتين بالتوازي مع الدليل الموجي، لا تستقبلان الإشارة ولا تؤثران على انتشارها. أما عند تدويرهما عموديًا على الدليل الموجي، فتبدآن بالرنين وتُصدران إشارة، وفقًا لقانون لينز ، تُعاكس الإشارة الأصلية وتُخففها. كما تُخفف هذه الحلقات الإشارة المُستقبلة، وكان هذا سبب الانتقال إلى  مغنطرون CV192 بقدرة 200 كيلوواط، مقارنةً بالنسخة الأصلية بقدرة 40  كيلوواط. [ 37 ] أما النوع 58، وهو مخفف مُحسّن، فقد أضاف أنبوب ساتون إلى الحلقتين، بحيث يُمكن فصلهما عن الدائرة تمامًا خلال فترة الاستقبال، مما يسمح للإشارة الكاملة بالوصول إلى جهاز الاستقبال. بفضل القوة الإضافية للمغنطرون الجديد، تحسنت مدى الوحدات المزودة بالنوع 58 بشكل كبير مقارنة بالنوع الأصلي Mk III. [ 37 ]

تمثلت إحدى التحسينات الإضافية في إضافة نظام تتبع دقيق . فقد وُجد أن المشغلين يواجهون صعوبة في قراءة الإشارات الممتدة على الشاشة وتحويلها إلى زاوية دقيقة لتوجيه الطائرة. أضافت طائرة مارك 7IA نظام تبديل الفصوص بهوائيين متقاربين، قادرين على قياس الفرق الطفيف في قوة الإشارة بينهما، واستخدام ذلك لتوجيه المحركات التي تدير الهوائي مباشرةً. بمجرد تشغيل النظام، كان يتتبع الهدف تلقائيًا بدقة تفوق بكثير دقة المشغلين البشريين. إلا أن النظام أثبت أنه معقد، ولم يكن متاحًا إلا بعد إخلاء قواعد الغواصات الألمانية في خليج بسكاي عقب إنزال النورماندي . [ 38 ]

مارك 7

كان الحل الآخر لكاشف الرادار الميكروي المحتمل هو الانتقال إلى تردد جديد. وقد أصبح هذا ممكنًا في عام 1943 مع توفر أولى الماغنيترونات العاملة في نطاق 3  سم X. وكانت هذه الماغنيترونات قيد الاختبار بالفعل لرصد كبريتيد الهيدروجين (H2S) في نطاق X. وقد وفر الانتقال إلى نطاق 3  سم ميزة هائلة أخرى. تتغير الدقة البصرية لنظام الرادار بتغير فتحة الهوائي، وعكسيًا بتغير الطول الموجي. في حالة المركبة السطحية المضادة للغواصات (ASV)، أنتج الهوائي الذي يبلغ قطره 710 مم (28 بوصة ) شعاعًا بعرض 10 درجات تقريبًا، على الرغم من أنه كان أكثر حساسية بالقرب من المركز. وكانت الإشارة القادمة من الغواصة تُعاد عندما تكون في أي مكان داخل القسم المركزي، ربما 5 درجات على كلا الجانبين. ولم تكن الإشارة الناتجة نقطة واضحة على الشاشة، بل قوسًا بعرض 10 درجات أو أكثر. [ 39 ] كان المشغل يعلم أن الغواصة قريبة من مركز القوس، لكن الأجسام الكبيرة الأخرى على نفس المدى كانت تُنتج أيضًا أقواسًا مماثلة، وقد تتداخل هذه الأقواس مع قوس الهدف. على المدى البعيد، قد تصل هذه الموجات إلى أميال على كلا الجانبين، وفي حالات البحر المتوسطة إلى العالية، تحجب الأمواج الكبيرة القريبة من الغواصة إشارة الرادار. أدى الانتقال إلى نطاق 3 سم إلى تحسين عرض الحزمة إلى حوالي 3 درجات، وجعل الأقواس أقصر بكثير. فقط الأمواج الأقرب بكثير هي التي يمكنها حجب الغواصة، مما زاد بشكل كبير من مستوى حالة البحر التي يظل فيها الرادار فعالاً. [ 40 ] كانت مزايا نطاق X واضحة، لكن قيادة القاذفات كانت تخطط لاستخدام نفس المغنطرونات. بدا من المرجح أن تخسر قيادة السواحل مرة أخرى الجدل حول توريد الوحدات المصنعة في المملكة المتحدة. لم يُطلب إنتاج Mk. VII، لصالح وحدات مماثلة من نطاق X ستكون متاحة قريبًا من الولايات المتحدة. بدلاً من ذلك، استُخدم العدد القليل من الوحدات التي تم إنتاجها أثناء التطوير لطائرات الإنقاذ الجوي والبحري ، حيث سمحت لها دقتها العالية باكتشاف قوارب النجاة الصغيرة. [ 41 ]  

وصف

ASV Mark III مقابل H2S Mark II

كان نظام مارك 3 الأصلي مطابقًا لنظام H2S مارك 2، باستثناء نظام الهوائي. استخدم نظام H2S عاكسًا بقطر 36 بوصة (910 مم) مصممًا لتوزيع الإشارة بزاوية رأسية واسعة لإضاءة المنطقة أسفل القاذفة وأمامها. عدّل نظام ASV التصميم، فقلّل عرضه إلى 28 بوصة ليناسب أسفل مقدمة طائرة ويلينغتون، وأعاد تشكيله لتقليل الطاقة المرسلة إلى الأسفل. ولأن الطائرة كانت تحلق على ارتفاع منخفض، كانت المنطقة أسفل القاذفة صغيرة نسبيًا ولم تكن بحاجة إلى تغطية. وشمل التغيير الآخر استبدال كابل التغذية المحوري لنظام H2S بكابل يمتد إلى وحدة الماسح الضوئي، ثم يتحول إلى موجه موجي وبوق تغذية على الهوائي. طُبّق هذا التعديل لاحقًا على نظام H2S مارك 2IA. [ 42 ] احتوت تركيبات نظام IIIC على طائرة سندرلاند على هوائيات منفصلة وغير قابلة للتبديل، من النوعين 12 و53. وكانت تُغذّى عبر موجه موجي يمر عبر الجناح، متصل بمغنطرون في جسم الطائرة. تم دمج ذلك مع وحدة التبديل 205، التي كانت ترسل خرج المغنطرون بالتناوب إلى الماسحين الضوئيين أثناء دورانهما. وتألفت الوحدة من النوع 205 من وحدة كتم صوت مشابهة لنظام Vixen، والتي كانت تكتم صوت أحد المخرجين بالتناوب ثم الآخر أثناء دوران الحلقات. [ 18 ]  

التصميم المادي

يتألف نظام ASV/H2S من أربعة مكونات رئيسية موزعة على إحدى عشرة حزمة. ويُعدّ مولد الموجات من النوع 26، المعروف أيضًا باسم المُعدِّل، جوهر النظام. يعمل هذا المُعدِّل كساعة رئيسية للنظام، حيث يُشغِّل خرج المغنطرون، ويُحوِّل النظام من وضع الإرسال إلى وضع الاستقبال، ويبدأ عرض الإشارة على شاشة أنبوب أشعة الكاثود، بالإضافة إلى مهام أخرى. يتصل المُعدِّل مباشرةً بالعديد من المكونات الرئيسية، وحتى عبر صندوق توصيل . [ 43 ] يتم توليد إشارة الرادار بواسطة  مغنطرون CV64 بقدرة 40 كيلوواط ذروة، وهو جزء من وحدة الإرسال/الاستقبال، TR.3159 أو TR.3191 حسب الإصدار. يُغذِّي هذا المغنطرون إشارةً إلى الهوائي، بالإضافة إلى كليسترون CV67. تُنتج المغنطرونات خرجًا مختلفًا قليلاً مع كل نبضة، مما يُصعِّب بناء جهاز استقبال قادر على مُطابقة هذه الإشارة المُتغيرة. يلتقط كليسترون CV67 جزءًا من نبضة الخرج ويبدأ بالرنين عند ذلك التردد، مُوفِّرًا إشارة مرجعية ثابتة لجهاز الاستقبال. [ 44 ]

كان جهاز الإرسال/الاستقبال مسؤولاً أيضاً عن الجزء الأول من نظام الاستقبال. يقوم أنبوب ساتون CV43 بتحويل الهوائي من جانب الإرسال إلى جانب الاستقبال في النظام بعد إرسال النبضات. ومن هناك، يتم تعديل الإشارة بواسطة ثنائي CV101، وهو أحد أقدم الأمثلة على الإلكترونيات الصلبة ذات المستوى العسكري وعنصر أساسي في رادارات الميكروويف. بعد الثنائي، يتم تخفيض تردد الإشارة من حوالي 3300  ميجاهرتز إلى تردد وسيط يبلغ 13.5  ميجاهرتز، والذي يتم إعادته عبر الطائرة في كابل محوري إلى جهاز الاستقبال/المضخم. [ 44 ] يقوم جهاز الاستقبال، T.3515 أو T.3516، باستقبال  التردد الوسيط البالغ 13.5 ميجاهرتز وتضخيمه إلى مستويات قابلة للاستخدام. يتم إرسال الخرج إلى وحدة العرض من النوع 162، والتي تحتوي على شاشتي CRT. في حال وجودها، يتم توصيل جهاز استقبال لوسيرو، TR.3190، بشاشة عرض الارتفاع، حيث يقع (كهربائياً) بين جهاز الاستقبال والشاشة. تم تحديد الدائرة المستخدمة، بالإضافة إلى العديد من عناصر التحكم الأخرى، على وحدة التبديل. ويتطلب ذلك أيضًا استخدام وحدة التحكم 411، التي تتولى توقيت نظام المسح وتزويده بالطاقة. [ 44 ]

العروض والتفسير

كانت الشاشة الرئيسية في جهاز مارك 3 عبارة عن شاشة أنبوب أشعة كاثودية (CRT) بقياس 150 مم (6 بوصات) . عند تشغيل مولد الموجات، كان يُفعّل مولد قاعدة زمنية يسحب شعاع الإلكترونات من مركز الشاشة إلى حافتها الخارجية في نفس زمن عودة الإشارة من الرادار عند ضبط المدى الحالي. عند ضبط النظام على مداه المعتاد البالغ 48 كم (30 ميلاً) ، تستغرق إشارات الرادار 0.00016 ثانية (30 ميلاً / 186,282 ميلاً في الثانية) لقطع مسافة 48 كم، ونفس المدة للعودة. عند هذا الضبط، كانت القاعدة الزمنية تسحب الشعاع عبر الشاشة في 0.00032 ثانية أو 320 ميكروثانية. يمكن ضبط النظام للمسح على مسافات 10 أو 30 أو 50 ميلاً، وكان يحتوي على وضع منفصل لاستخدامه مع نظام لوسيرو بعيد المدى، حيث يعرض الإشارات في نطاق يتراوح بين 80 و161 كم (50 إلى 100 ميل ) . [ 44 ] قام نظام ثانٍ بتدوير ذراع انحراف أنبوب أشعة الكاثود ، بالتزامن مع الماسح الضوئي باستخدام آلية انزلاق مغناطيسي . هذا يعني أن الخط الذي يرسمه المقياس الزمني كان يدور حول الشاشة. عندما يُرسل الهدف إشارة، فإنه يُضيء الشعاع. من خلال ضبط سطوع الشاشة، يستطيع المشغل ضبطها بحيث تظهر الأهداف كبقع ساطعة بينما يتم كتم باقي الإشارة بحيث تصبح غير مرئية. كان على المشغل ضبط النظام باستمرار حتى لا يكتم الإشارة بشكل مفرط ويجعل الإشارات الحقيقية غير مرئية أيضًا. [ 45 ]   

نظرًا لأن عرض حزمة الهوائي كان حوالي 10 درجات، لم يظهر الهدف كنقطة واحدة على الشاشة، بل كقوس ممتد. نظريًا، كان عرض هذا القوس يزيد عن 10 درجات، إذ يمكن رؤية الإشارة المرتدة عندما يكون الهوائي على أي من جانبيه، ولكن عمليًا، كان القوس يميل إلى أن يكون نصف ذلك تقريبًا نظرًا لانخفاض قوة الإشارة على حواف الحزمة. لم يؤثر هذا على دقة النظام أثناء الاقتراب الأولي، حيث كانت الغواصة الألمانية في مكان ما بالقرب من منتصف القوس، وعندما كانت بالقرب من حافة الشاشة، قد يصل عرض القوس إلى بوصة واحدة، ويمكن للمشغل تحديد المركز التقريبي بسهولة. مع ذلك، مع اقتراب الطائرة من الهدف، تحركت الإشارة المرتدة نحو مركز الشاشة حيث أصبحت أصغر تدريجيًا، مما جعل تقدير المركز أكثر صعوبة. قُدِّر متوسط ​​دقة تحديد الاتجاه على المدى القريب بـ 6 درجات فقط. في الإصدارات اللاحقة، أمكن معالجة هذه المشكلة عن طريق ضبط الوحدة لدفع الإشارات المرتدة القريبة إلى حواف الشاشة، باستخدام عنصر تحكم كان مصممًا في الأصل للقيام بالعكس في إعدادات H2S. [ 7 ]

كانت الشاشة مزودة أيضًا بعناصر تحكم على صندوق المفاتيح لعرض وميض متقطع بفترة تأخير ثابتة. كان هذا يُسبب ظهور نقطة بعد فترة زمنية محددة من بدء التتبع، ومع دوران الشاشة، تتشكل دائرة عليها. استخدم المشغل هذه الميزة لإجراء قياسات دقيقة للمدى إلى هدف محدد، والذي كان يُعرض على صندوق المفاتيح عن طريق تدوير أسطوانة المدى. وكما هو الحال في نظام H2S، كانت شاشات ASV تتيح أيضًا خيار عرض خط متصل يمتد من المنتصف إلى الحافة، يُمثل مسار طيران الطائرة. في نظام H2S، استُخدمت هذه الميزة لأن نظامًا ثانيًا كان يُدير الشاشة بأكملها بحيث يكون الشمال دائمًا للأعلى، كما هو الحال في الخريطة، لذا كان من المفيد وجود طريقة لرؤية مسار الطيران على الشاشة. لم تكن طائرات قيادة السواحل مزودة بهذا النظام، على الأرجح بسبب نقص بوصلات القراءة عن بُعد التي تُزود الشاشة بهذه المعلومات. لم يكن خط مؤشر الاتجاه هذا يُستخدم عادةً في نظام ASV، ولم تكن وحدة التحكم من النوع 218 المرتبطة به مُجهزة. [ 46 ] كان هناك أنبوب أشعة كاثودية ثانوي بقياس 2.5 بوصة (64 مم) يُعرف باسم أنبوب الارتفاع. لم يكن هذا الأنبوب مزودًا بنظام لتدوير الشاشة مع الهوائي، وكان يرسم دائمًا خطًا رأسيًا لأعلى الشاشة. [ 42 ] لم تتسبب إشارات الاستقبال في زيادة سطوع الشعاع، بل انحرفت إلى اليمين، مما أدى إلى ظهور وميض. كان من الممكن تحريك وميض مشابه للوميض الموجود في جهاز PPI على طول هذه الشاشة. [ 46 ] 

كما يوحي الاسم، كان الغرض الرئيسي من أنبوب قياس الارتفاع هو قياس الارتفاع. يقوم مشغل نظام H2S بتحريك الوميض إلى أول ومضة رئيسية على الشاشة، والتي تنتج عن انعكاس الإشارات عن الأرض والتقاطها في الفصوص الجانبية للهوائي . لم يكن هذا مفيدًا بنفس القدر في مهمة ASV، حيث سهّلت الرحلات على ارتفاعات منخفضة قياس الارتفاع بصريًا. في مهمة ASV، استُخدم أنبوب قياس الارتفاع بشكل أساسي مع نظام Lucero لتتبع الإشارات. [ 47 ] احتوت وحدة التبديل المنفصلة من النوع 207 على معظم عناصر التحكم لاختيار المدى والوضع. كما تضمنت أسطوانة المدى، وهي عبارة عن آلة حاسبة ميكانيكية بسيطة. كان هذا هو موقع الشاشات الميكانيكية لأومضات المدى والارتفاع، حيث يُشار إلى المدى بتدوير الأسطوانة، وإلى الارتفاع بمؤشر على شكل سهم يتحرك لأعلى ولأسفل على الجانب الأيسر من الشاشة. يقيس الرادار المدى المائل إلى الهدف، وليس المسافة المقاسة فوق الأرض. من خلال قراءة سلسلة من الخطوط على أسطوانة الارتفاع، حيث يتقاطع أحد الخطوط مع رأس سهم الارتفاع، يستطيع المشغل قراءة المسافة الأرضية إلى الهدف. [ 48 ] لم تكن هذه الميزة ذات فائدة كبيرة في دور المركبة الجوية ذاتية القيادة، حيث كان التحليق على ارتفاعات منخفضة يعني أن المدى المائل كان مماثلاً للمدى الأرضي، وقد تم تعديلها لاحقًا لاستخدامها بشكل أساسي مع نظام BABS. [ 49 ]

لوسيرو

يحتوي متحف الحرب الإمبراطوري في دوكسفورد على طائرة سندرلاند V مزودة بهوائيات استقبال لوسيرو صفراء زاهية على جانبي مقدمتها.

عندما اختار صندوق التبديل نظام لوسيرو، تم إيقاف تشغيل شاشة عرض الارتفاع عن الإشارة الرئيسية وتوصيلها بهوائيات لوسيرو. كان هناك هوائيان استقبال، واحد على كل جانب من الطائرة. يقوم مفتاح آلي بالاختيار السريع بين الهوائيين. كما يتم إرسال إشارة من أحد الهوائيين عبر محول كهربائي. عند تضخيم الإشارة وإرسالها إلى الشاشة، يظهر نقطتان، واحدة على كل جانب من الخط العمودي الأساسي. النقطة الأطول كانت أقرب إلى جهاز الإرسال والاستقبال على الأرض، لذا بالانعطاف نحوها يمكن توجيه الطائرة نحوها. [ 33 ]

أداء

شكّل أداء عمليات قيادة السواحل مجالًا هامًا للبحوث العملياتية طوال فترة الحرب، وخضع رادار مارك 3 لاختبارات متكررة، سواءً من حيث أدائه الخاص أو من حيث مقارنته بأنظمة رادار أخرى. [ 41 ] في أول سلسلة اختبارات بارزة، أُجريت تجربة طيران لنموذج أولي من مارك 3 في مواجهة رادار مارك 2IA عالي الطاقة ونظام تجريبي يعمل بتردد 50  سم. أظهر رادار مارك 2IA قدرة موثوقة على كشف غواصة طافية بالكامل على مسافة 23 كم (14 ميلًا) على ارتفاع 450 مترًا (1500 قدم) ، و 18 كم (11 ميلًا ) على ارتفاع 300 متر (1000 قدم)، و11 كم (7 أميال ) على ارتفاع 150 مترًا ( 500 قدم). أما في مواجهة غواصة تم تعديل ارتفاع سطحها بحيث أصبح أقرب إلى خط الماء، فقد بلغت المدى 11 كم (7 أميال ) على ارتفاع 450 مترًا (1500 قدم)، و 10 كم (6 أميال) على ارتفاع 300 متر (1000 قدم)، و 6.4 كم (4 أميال ) على ارتفاع 150 مترًا (500 قدم). وتراوحت أدنى المدى من 8 كم (3 أميال) إلى 1 كم (ميل واحد). [ 9 ]       

حقق النموذج الأولي مارك 3، المشار إليه في التقرير باسم 10 سم ASV، نتائج أفضل بكثير. بلغ أقصى مدى موثوق به ضد غواصة طافية بالكامل 12 ميلاً على ارتفاع 500 قدم و10 أميال على ارتفاع 250 قدمًا، أي أفضل بنحو 50% من مارك 2IA. ويمكن رصد قوافل كبيرة على مدى يصل إلى 40 ميلاً (64 كم) أثناء التحليق على ارتفاع 500 قدم، مما يعني أن السفن كانت بعيدة عن أفق الرادار وأن الطائرة كانت غير مرئية لها. ويمكن رصد طائرات أخرى بشكل موثوق على مدى 10 أميال (16 كم)، ويمكن للمشغل تقدير اتجاه حركتها. وقد أقنعت هذه الاختبارات قيادة السواحل باختيار مارك 3 كنظامها الأساسي. [ 10 ]  

في نوفمبر 1944، أُجريت مقارنات مماثلة بين جهازي مارك 3 ومارك 6، ثم قورنت باختبارات سابقة لجهاز مارك 7 أُجريت في أغسطس من العام نفسه. وباستخدام جزيرة غراسهولم قبالة سواحل ويلز كهدف، حقق جهاز مارك 3 متوسط ​​مسافة كشف بلغ 37.8 كيلومترًا (23.5 ميلًا ) ، بينما حسّنت إشارات جهاز مارك 6 الأقوى هذه المسافة بشكل ملحوظ لتصل إلى 62.0 كيلومترًا (38.5 ميلًا) ، في حين أظهر جهاز مارك 7، بقدرته الأضعف البالغة 25 كيلوواط، مسافة قصوى تبلغ حوالي 56 كيلومترًا (35 ميلًا) . وقُدّر أن جهاز مارك 3 قادر على كشف غواصة ألمانية من الجانب على مسافة 35 كيلومترًا (22 ميلًا) ، وتحسّنت هذه المسافة إلى 51 كيلومترًا (32 ميلًا) لجهاز مارك 6، وانخفضت إلى 29 كيلومترًا (18 ميلًا) لجهاز مارك 7. بلغ المدى ضد الأهداف المواجهة 10.5 ميل (16.9 كم) ، و20.5 ميل (33.0 كم)، و 10 أميال (16 كم) على التوالي. [ 50 ]          

ملحوظات

  1. هذا هو السبب الرئيسي لاستخدام القوافل، فمن السهل إثبات أن احتمالية رصد مجموعة كبيرة أقل بكثير من احتمالية رصد نفس العدد من القوارب التي تسافر بشكل منفصل. لكن هذا لا ينطبق على الرصد الراداري، حيث يسهل رصد هدف كبير واحد أكثر من الأهداف الصغيرة المنفردة. بالنسبة للعديد من أجهزة الرادار، ستظهر القافلة كهدف واحد كبير. لم تُذكر المصادر ما إذا كانت القوافل قد ساعدت أو أعاقت عملية الرصد بواسطة رادار مارك 3. [ 20 ]

مراجع

الاقتباسات

  1. بوين 1998 ، ص 38.
  2. سميث وآخرون 1985 ، ص 359.
  3. سميث وآخرون 1985 ، ص 360، 362-363.
  4. 1 2 سميث وآخرون 1985 ، ص. 368.
  5. رو 2015 ، ص 159.
  6. 1 2 3 لوفيل 1991 ، ص 157.
  7. 1 2 3 4 سميث وآخرون 1985 ، ص. 372.
  8. 1 2 3 واتس 2018 ، ص. 3-3.
  9. 1 2 3 واتس 2018 ، ص. 7-1.
  10. 1 2 3 واتس 2018 ، ص. 7-2.
  11. 1 2 3 4 5 لوفيل 1991 ، ص 159.
  12. لوفيل 1991 ، ص 165.
  13. لوفيل 1991 ، ص 158.
  14. لوفيل 1991 ، ص 159، 158.
  15. 1 2 واتس 2018 ، ص. 3-4.
  16. 1 2 كامبل 2000 ، ص. 9.
  17. لوفيل 1991 ، ص 163.
  18. 1 2 3 سميث وآخرون 1985 ، ص. 374.
  19. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 لوفيل 1991 ، ص. 166.
  20. Sternhell & Thordike 1946 ، ص 100–112.
  21. غوردون 2014 ، ص 69.
  22. غوردون 2014 ، ص 70.
  23. غوردون 2014 ، ص 66.
  24. راتكليف 2006 ، ص 147.
  25. بلير، كلاي (1998). حرب غواصات هتلر: المطاردون، 1942-1945 . دار راندوم هاوس. ص  403. ISBN 9780297866220.
  26. هانبري براون 1991 ، ص 311.
  27. وكالة الأمن القومي ، ص 7.
  28. 1 2 3 4 NSA ، ص 8.
  29. واتس 2018 ، ص. 4-1.
  30. هيلجاسون، غودموندور. "دورية الغواصة يو-625 من 15 نوفمبر 1943 إلى 6 يناير 1944" . دوريات الغواصات - uboat.net . تاريخ الاسترجاع: 16 فبراير 2010 .
  31. وكالة الأمن القومي ، ص 9.
  32. 1 2 واتس 2018 ، ص. 6-1.
  33. 1 2 3 4 واتس 2018 ، ص. 6-3.
  34. 1 2 3 4 واتس 2018 ، ص. 3-16.
  35. 1 2 واتس 2018 ، ص. 3-15.
  36. 1 2 Watts 2018 ، ص. 3-17.
  37. 1 2 3 4 سميث وآخرون 1985 ، ص. 375.
  38. 1 2 سميث وآخرون 1985 ، ص. 371.
  39. سميث وآخرون 1985 ، انظر صور القافلة، ص 377.
  40. سميث وآخرون 1985 ، انظر صور أنظمة النطاق X و K.
  41. 1 2 سميث وآخرون 1985 ، ص. 377.
  42. 1 2 سميث وآخرون 1985 ، ص. 373.
  43. سميث وآخرون 1985 ، ص 372-375.
  44. 1 2 3 4 سميث وآخرون 1985 ، ص 372-373.
  45. واتس 2018 ، ص 3-9.
  46. 1 2 واتس 2018 ، ص. 3-10.
  47. واتس 2018 ، ص 3-11.
  48. واتس 2018 ، ص 3-12.
  49. واتس 2018 ، ص 3-13.
  50. سميث وآخرون 1985 ، ص 378.

فهرس