رادار AI.20

كان رادار اعتراض الطائرات، مارك 20 ، أو AI.20 اختصارًا، والمعروف أيضًا باسمه الرمزي " غرين ويلو" (الصفصاف الأخضر )، نموذجًا أوليًا لرادار اعتراض الطائرات (AI) طورته شركة EKCO لطائرة الاعتراض English Electric Lightning . طُلب هذا الرادار كنظام احتياطي في حال فشل تطوير رادار AIRPASS الأكثر تطورًا من شركة Ferranti ، ولكن بعد نجاح اختبار AIRPASS في عام 1955، تم التخلي عن AI.20. استُخدم النظام، دون تغيير يُذكر، كأساس لرادار الإنذار الخلفي Red Steer المستخدم في قاذفات القنابل الاستراتيجية Handley Page Victor و Avro Vulcan .

عندما بدأ مشروع إنجلش إلكتريك لايتنينج ، كانت أنظمة رادار اعتراض الطائرات الموجودة آنذاك مجرد نسخ أكثر قوة من نظيراتها التي استُخدمت في الحرب العالمية الثانية ، حيث استخدمت أنابيب ميكروويف أحدث تعتمد على الماغنيترون والكليسترون ، بالإضافة إلى أجهزة استقبال أكثر حساسية، ولكنها اعتمدت في جوهرها على نفس مفاهيم المسح الميكانيكي والمعالجة المبسطة التي كانت تتطلب عادةً وجود فرد متخصص من الطاقم لتشغيلها. وكانت بعض رادارات اعتراض الطائرات البريطانية في فترة ما بعد الحرب عبارة عن وحدات مُستعملة من الولايات المتحدة. ^{[ 1 ]}

بالنسبة لطائرة لايتنينغ، اقترح فيرانتي نظام رادار متطورًا يعمل بالذكاء الاصطناعي ، متفوقًا بذلك على أي نظام رادار مستخدم آنذاك. يقوم حاسوب تناظري بقراءة بيانات الرادار وتخزينها، ثم يعرضها على منظار الطيار بدلًا من الشاشة التقليدية. إضافةً إلى ذلك، يحسب الحاسوب مسار الاعتراض الأمثل ويعرض علامةً عليه في المنظار. كل ما على الطيار فعله هو توجيه الطائرة بحيث تبقى العلامة في منتصف الشاشة، مما يُسهّل عليه المهمة بشكل كبير. كان هذا أول نظام عرض رأسي حقيقي ، وهو تقدم كبير مكّن طائرة ذات طاقم واحد من أن تكون طائرة اعتراضية فعّالة لأول مرة. ^{[ 2 ]} عُرفت النتيجة باسم AIRPASS ، اختصارًا لـ "نظام اعتراض الطائرات ومنظار هجوم الطيار".

كان نظام AIRPASS متطورًا للغاية، لدرجة أن بعض العاملين في مؤسسة أبحاث الرادار (RRE) شعروا باحتمالية عدم نضج النظام في الوقت المناسب لاستخدامه على متن الطائرة، إن تم استخدامه أصلًا. وبناءً على ذلك، بدأ مشروع ثانٍ لنظام أبسط، وهو في الأساس نسخة مُحدثة من الرادارات الموجودة. تمثل التغيير الرئيسي في المتطلبات في أن شاشة العرض ستُستخدم من قِبل الطيار، وليس مُشغل الرادار، مما يعني أنها تحتاج إلى شاشة أكثر سطوعًا، إذ لا يُتوقع من الطيار أن يُخفي رأسه داخل غطاء الرأس أثناء الاقتراب النهائي. ^{[ 3 ]}

مُنح عقد نظام النسخ الاحتياطي لشركة إيكو في أواخر عام 1953، وأُطلق عليه اسم "غرين ويلو" (الصفصاف الأخضر). ويُعتقد أن فوزها بالعقد كان نتيجةً لعملها المتواصل على صاروخ "بلو سكاي" (السماء الزرقاء)، الذي ظهر لاحقًا باسم " فاير فلاش" (الوميض الناري ). وقد طورت إيكو، من أجل "بلو سكاي"، رادارًا حلزونيًا بمدى يصل إلى حوالي 16 كيلومترًا ، ولكنه فعال فقط ضد الأهداف القريبة جدًا من محور الرادار. ومن أهم مزايا هذا التصميم أنه صُمم كوحدة واحدة، مما سمح بتركيبه في مقدمة الطائرات المقاتلة الصغيرة ذات المقعد الواحد، مثل سوبرمارين سويفت ، الأمر الذي جعله خيارًا مناسبًا للمساحة الصغيرة المتاحة في طائرة لايتنينغ. ^{[ 3 ]} 

بالنسبة للرادار الجديد، تم زيادة الطاقة مرة أخرى باستخدام كليسترون  بقدرة قصوى تبلغ 100 كيلوواط . تم تغليف النظام بأكمله في غلاف مضغوط، مما استلزم تطوير مانع تسرب قابل للنفخ لمخروط الأنف المصنوع من الألياف الزجاجية. ^{[ 3 ]}

تمثلت إحدى المشكلات الرئيسية في تصميم شاشة عرض مرئية من قمرة القيادة. ولأن طائرة لايتنينغ ستقضي معظم وقتها محلقةً فوق السحب، كان لا بد من أن تكون الشاشة مرئية حتى في ضوء الشمس المباشر. ولإنتاج رموز ساطعة بما يكفي على أنبوب أشعة الكاثود (CRT)، تطلب الأمر مدفع إلكتروني فائق القوة . اختار الفريق نموذجًا بحجم 2.5 بوصة ،  يعمل في الأصل بجهد 25  كيلوفولت، وكان يُستخدم في أجهزة العرض التلفزيوني ، ثم قام بتعديله ليناسب  شاشة بحجم 5 بوصات تعمل بجهد 30  كيلوفولت. ولعدم وجود طريقة لتركيب مصدر طاقة بالجهد المطلوب في لوحة العدادات، تم تزويد الطاقة بدلاً من ذلك عبر خط كهربائي معزول طويل من مصدر الطاقة الخاص بالرادار. ^{[ 3 ]}

كان النظام تقليديًا في جوهره، إذ يستخدم نمط مسح حلزوني مطابقًا تقريبًا لنمط نظام الذكاء الاصطناعي مارك 8 المستخدم في زمن الحرب ، ولكنه يعمل بسرعة أعلى بكثير تبلغ 1000 دورة في الدقيقة ،  ويتحرك ذهابًا وإيابًا من وضعية أمامية مباشرة إلى زاوية 45 درجة خارج المحور في 18 دورة ثم يعود إلى وضعه الأصلي، وتستغرق عملية المسح الكاملة حوالي 2 وربع ثانية . ويتطلب تشغيل هذا النظام محركًا كهربائيًا بقوة نصف حصان يعمل بسرعة 10000 دورة في الدقيقة. ^{[ 3 ]} 

بدأت أولى الأنظمة اختباراتها التشغيلية عام 1955 من قاعدة ديفورد التابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني ، مقر وحدة الطيران التجريبية التابعة لسلاح المهندسين الملكي. وقد أظهرت النظام احتمالية بنسبة 95% لرصد هدف بحجم طائرة هوكر هنتر على مسافة 7 أميال بحرية (13 كم؛ 8.1 ميل) . مع ذلك، وبحلول ذلك الوقت، كان نظام AIRPASS قد بدأ اختباراته أيضًا، ولم تظهر عليه أي مشاكل واضحة تستدعي الإنذار المبكر، لذا أُلغي مشروع AI.20. ^{[ 3 ]}  

في عام 1955، نشرت مؤسسة الطائرات الملكية متطلبات رادار إنذار خلفي جديد لقاذفات القنابل من طراز V ، يتميز بأداء أفضل من رادار "أورانج باتر" الموجود آنذاك ، والذي طُوّر لطائرة "إنجلش إلكتريك كانبرا" . كان صغر حجم رادار AI.20 وتصميمه المُقسّم بالكامل مناسبًا تمامًا لهذا الدور، فتم اختياره لهذا المشروع الجديد تحت الرمز "ريد ستير ". ويبدو أن هذا القرار كان بقيادة جيري ستير، مسؤول الاتصال في مؤسسة الطائرات الملكية مع شركة EKCO، والذي سُمّي النظام باسمه. ^{[ 3 ] [ 4 ]}