El radar de interceptación de aeronaves Mark IV ( AI Mk. IV ), fabricado por los EE. UU. como SCR-540 , fue el primer sistema de radar aire-aire operativo del mundo . Las primeras unidades Mk. III aparecieron en julio de 1940 en bombarderos ligeros Bristol Blenheim reconvertidos , mientras que el Mk. IV definitivo alcanzó una amplia disponibilidad en el caza pesado Bristol Beaufighter a principios de 1941. En el Beaufighter, el Mk. IV posiblemente jugó un papel en el fin del Blitz , la campaña de bombardeo nocturno de la Luftwaffe de finales de 1940 y principios de 1941.
El desarrollo inicial fue impulsado por un memorando de 1936 de Henry Tizard sobre el tema de los combates nocturnos. El memorando fue enviado a Robert Watson-Watt , director de los esfuerzos de investigación del radar, quien aceptó permitir que el físico Edward George "Taffy" Bowen formara un equipo para estudiar el problema de la interceptación aérea. El equipo tenía un sistema de banco de pruebas en vuelos más tarde ese año, pero el progreso se retrasó durante cuatro años por reubicaciones de emergencia, tres diseños de producción abandonados y la relación cada vez más adversa de Bowen con el reemplazo de Watt, Albert Rowe . Finalmente, Bowen fue expulsado del equipo justo cuando el sistema finalmente estaba madurando.
La serie Mk. IV operaba a una frecuencia de aproximadamente 193 megahercios (MHz) con una longitud de onda de 1,5 metros y ofrecía rangos de detección contra aeronaves grandes de hasta 20.000 pies (3,8 mi; 6,1 km). Tenía numerosas limitaciones operativas, incluyendo un rango máximo que aumentaba con la altitud de la aeronave y un rango mínimo que apenas era lo suficientemente cercano como para permitir que el piloto viera el objetivo. Se requería una considerable habilidad por parte del operador del radar para interpretar las pantallas de sus dos tubos de rayos catódicos (CRT) para el piloto. Fue solo con la creciente competencia de las tripulaciones, junto con la instalación de nuevos sistemas de radar terrestres dedicados a la tarea de interceptación, que las tasas de interceptación comenzaron a aumentar. Estas se duplicaron aproximadamente cada mes hasta la primavera de 1941, durante el apogeo de los Blitz.
El Mk. IV se utilizó operativamente solo durante un corto período. La introducción del magnetrón de cavidad en 1940 condujo a un rápido progreso en los radares de frecuencia de microondas , que ofrecían una precisión mucho mayor y eran efectivos a bajas altitudes. El prototipo Mk. VII comenzó a reemplazar al Mk. IV a fines de 1941 y el AI Mk. VIII relegó en gran medida al Mk. IV a tareas de segunda línea en 1943. El receptor del Mk. IV, originalmente un receptor de televisión , se utilizó como base del radar ASV Mk. II , Chain Home Low , AMES Type 7 y muchos otros sistemas de radar a lo largo de la guerra.
A finales de 1935, Robert Watt [a] desarrolló lo que entonces se conocía como Range and Direction Finding (RDF) en Bawdsey Manor en Suffolk, en la costa este de Inglaterra, y logró construir un sistema capaz de detectar grandes aeronaves a distancias de más de 64 km. [2] El 9 de octubre, Watt escribió un memorando en el que solicitaba la construcción de una cadena de estaciones de radar que recorrieran la costa este de Inglaterra y Escocia, espaciadas unas 32 km entre sí, y que proporcionaran una alerta temprana para todas las Islas Británicas. Esta estación se conoció como Chain Home (CH), y pronto los radares mismos pasaron a conocerse con el mismo nombre. El desarrollo continuó y, a finales de 1935, el alcance había mejorado a más de 130 km, lo que redujo el número de estaciones necesarias. [3]
Durante 1936, el sistema experimental de Bawdsey se puso a prueba frente a una variedad de ataques simulados, junto con un amplio desarrollo de la teoría de interceptación llevada a cabo en la base de la RAF en Biggin Hill . Uno de los observadores fue Hugh Dowding , inicialmente como director de investigación de la RAF y más tarde como comandante del Mando de Cazas de la RAF . Dowding observó que las estaciones de control de combate proporcionaban tanta información que los operadores tenían problemas para transmitirla a los pilotos, y los pilotos tenían problemas para comprenderla. Abordó este problema mediante la creación de lo que hoy se conoce como el sistema Dowding . [4]
El sistema Dowding dependía de una red telefónica privada que enviaba información desde las estaciones CH, el Cuerpo Real de Observadores (ROC) y la radiogoniometría ( RDF) a una sala central donde los informes se trazaban en un mapa grande. Esta información se enviaba luego por teléfono a los cuatro cuarteles generales regionales del Grupo , que recreaban el mapa que cubría su área de operaciones. Los detalles de estos mapas se enviaban a los sectores de cada Grupo, que cubrían una o dos bases aéreas principales, y de allí a los pilotos por radio. Este proceso llevaba tiempo, durante el cual el avión objetivo se movía. Como los sistemas CH solo tenían una precisión de aproximadamente 1 km en el mejor de los casos, [5] los informes posteriores se dispersaban y no podían ubicar un objetivo con mayor precisión que aproximadamente 5 millas (8,0 km). [6] Esto era adecuado para las intercepciones diurnas; los pilotos normalmente habrían detectado sus objetivos dentro de este rango. [7]
Henry Tizard, cuyo Comité para el Estudio Científico de la Defensa Aérea encabezó el desarrollo del sistema CH, empezó a preocuparse de que el CH fuera demasiado eficaz. Esperaba que la Luftwaffe sufriera tantas pérdidas que se vería obligada a suspender los ataques diurnos y pasaría a un esfuerzo de bombardeo nocturno. [6] Sus predecesores en la Primera Guerra Mundial hicieron lo mismo cuando el Área de Defensa Aérea de Londres bloqueó con éxito los ataques diurnos y los intentos de interceptar bombarderos alemanes por la noche resultaron cómicamente ineficaces. Las preocupaciones de Tizard resultaron proféticas; Bowen lo llamó "uno de los mejores ejemplos de previsión tecnológica realizada en el siglo XX". [6]
Tizard era consciente de que las pruebas demostraban que un observador sólo podría ver un avión de noche a una distancia de unos 300 m (1000 pies), quizás 610 m (2000 pies) en las mejores condiciones de luz de la luna, [8] una precisión que el sistema Dowding no podía proporcionar. [6] [9] A este problema se sumaría la pérdida de información del ROC, que no podría detectar el avión excepto en las mejores condiciones. Si la interceptación se iba a realizar mediante radar, tendría que organizarse en el breve tiempo transcurrido entre la detección inicial y el paso del avión más allá de los sitios del CH en la costa. [6] [10]
Tizard expresó sus pensamientos en una carta del 27 de abril de 1936 a Hugh Dowding, que en ese momento era el miembro del aire para investigación y desarrollo . También envió una copia a Watt, quien la reenvió a los investigadores que se estaban mudando a su nueva estación de investigación en Bawdsey Manor. [11] En una reunión en el pub Crown and Castle, Bowen presionó a Watt para obtener permiso para formar un grupo para estudiar la posibilidad de colocar un radar en el propio avión. [11] [b] Esto significaría que las estaciones CH solo necesitarían llevar al caza al área general del bombardero, el caza podría usar su propio radar para el resto de la interceptación. Watt finalmente se convenció de que el personal necesario para apoyar el desarrollo tanto del CH como de un nuevo sistema estaba disponible, y el Grupo Aerotransportado se separó del esfuerzo del CH en agosto de 1936. [12]
Bowen inició los trabajos sobre el radar de interceptación de aeronaves (IA) discutiendo el tema con dos ingenieros de la cercana base aérea Martlesham Heath , Fred Roland y NE Rowe. También realizó varias visitas a la sede del Mando de Cazas en la base aérea Bentley Priory y discutió técnicas de combate nocturno con cualquiera que se mostrara interesado. [13] Los primeros criterios para un radar aerotransportado, operable tanto por el piloto como por un observador, incluían:
Bowen dirigió un nuevo equipo para construir lo que entonces se conocía como RDF2, y los sistemas originales se convirtieron en RDF1. [14] Comenzaron a buscar un sistema receptor adecuado e inmediatamente tuvieron un golpe de suerte: EMI había construido recientemente un prototipo de receptor para las emisiones televisivas experimentales de la BBC en una longitud de onda de 6,7 m (45 MHz). El receptor utilizaba siete u ocho tubos de vacío (válvulas) [c] en un chasis de sólo 3 pulgadas (7,6 cm) de altura y aproximadamente 18 pulgadas (46 cm) de largo. Combinado con una pantalla CRT, el sistema completo pesaba sólo 20 libras (9,1 kg). Bowen lo describió más tarde como "mucho mejor que todo lo que [se había] logrado en Gran Bretaña hasta ese momento". [15]
Sólo había un receptor disponible, que se trasladaba de un avión a otro para realizar pruebas. No había disponible un transmisor portátil con la potencia necesaria. Bowen decidió familiarizarse un poco con el equipo construyendo un transmisor terrestre. Colocando el transmisor en la Torre Roja de Bawdsey y el receptor en la Torre Blanca, descubrieron que podían detectar aviones a una distancia de entre 64 y 80 km. [16]
Una vez probado el concepto básico, el equipo buscó un avión adecuado para transportar el receptor. Martlesham proporcionó un bombardero Handley Page Heyford , una inversión de funciones respecto del experimento Daventry original que condujo al desarrollo del CH en el que un Heyford era el objetivo. Una de las razones para la selección de este diseño fue que sus motores Rolls-Royce Kestrel tenían un sistema de ignición bien protegido que emitía un ruido eléctrico mínimo. [17]
El montaje del receptor en el Heyford no fue una tarea fácil; la antena dipolo de media onda estándar debía tener unos 3,5 metros de largo para detectar longitudes de onda de 6,7 m. La solución se encontró finalmente colocando un cable entre los puntales fijos del tren de aterrizaje del Heyford . Una serie de baterías secas que cubrían el suelo del avión alimentaban el receptor, proporcionando alto voltaje para el tubo de rayos catódicos a través de una bobina de encendido extraída de un automóvil Ford . [18]
Cuando el sistema despegó por primera vez en el otoño de 1936, detectó inmediatamente los aviones que volaban en el circuito de Martlesham, a una distancia de entre 13 y 16 km, a pesar de la rudimentaria instalación. Las pruebas posteriores tuvieron el mismo éxito, y el alcance se amplió a 19 km. [19]
Fue en esa época cuando Watt organizó una importante prueba del sistema CH en Bawdsey, en la que participaron muchos aviones. Dowding había sido ascendido a oficial del aire al mando del Mando de Cazas y estaba presente para observar. Las cosas no salieron bien; por razones desconocidas, el radar no detectó los aviones que se acercaban hasta que estuvieron demasiado cerca para poder interceptarlos. Dowding observaba atentamente las pantallas en busca de cualquier señal de los bombarderos, pero no logró encontrar ninguno cuando los oyó pasar por encima. Bowen evitó el desastre total organizando rápidamente una demostración de su sistema en la Torre Roja, que detectó los aviones cuando se reorganizaron a 80 km de distancia. [20]
El sistema, conocido entonces como RDF 1.5, [d] requeriría una gran cantidad de transmisores terrestres para funcionar en un entorno operativo. Además, solo se lograba una buena recepción cuando el objetivo, el interceptor y el transmisor estaban aproximadamente alineados. Debido a estas limitaciones, el concepto básico se consideró inviable como sistema operativo y todos los esfuerzos se trasladaron a diseños con el transmisor y el receptor en la aeronave interceptora. [19]
Bowen lamentaría más tarde esta decisión en su libro Radar Days , donde señaló sus sentimientos sobre el hecho de no haber dado seguimiento al sistema RDF 1.5:
En retrospectiva, ahora resulta claro que fue un grave error... En primer lugar, les habría proporcionado un dispositivo provisional con el que podrían haber llevado a cabo interceptaciones de prueba por la noche, dos años antes del estallido de la guerra. Esto habría proporcionado a los pilotos y observadores un entrenamiento en las técnicas de interceptación nocturna, algo que en realidad no recibieron hasta que se declaró la guerra. [19]
Otro intento de revivir el concepto RDF 1.5, hoy conocido más generalmente como radar biestático , se realizó en marzo de 1940 cuando se montó un equipo modificado en Bristol Blenheim serie L6622 . Este equipo se sintonizó con las transmisiones de los nuevos transmisores Chain Home Low , docenas de los cuales se estaban instalando a lo largo de la costa del Reino Unido . Estos experimentos no resultaron exitosos, con un rango de detección del orden de 4 millas (6,4 km), y el concepto fue abandonado para siempre. [21]
A principios de 1937, el equipo recibió una serie de tubos de vacío tipo bellota de gran tamaño Western Electric Type 316A, adecuados para construir unidades transmisoras de unos 20 W de potencia continua para longitudes de onda de 1 a 10 m (300 a 30 MHz). Percy Hibberd construyó un prototipo de transmisor con pulsos de unos cientos de vatios y lo instaló en el Heyford en marzo de 1937. [22]
En las pruebas, el transmisor demostró ser apenas adecuado para el papel aire-aire, con rangos de detección cortos debido a su potencia relativamente baja. Pero, para sorpresa de todos, pudo detectar fácilmente los muelles y las grúas en los muelles de Harwich, a unas pocas millas al sur de Bawdsey. También aparecieron barcos, pero el equipo no pudo probar esto muy bien porque al Heyford se le prohibió volar sobre el agua. [23] Después de este éxito, a Bowen se le otorgaron dos aviones de patrulla Avro Anson , K6260 y K8758 , junto con cinco pilotos estacionados en Martlesham para probar esta función de detección de barcos. Las primeras pruebas demostraron un problema con el ruido del sistema de ignición que interfería con el receptor, pero esto fue resuelto pronto por los instaladores del Royal Aircraft Establishment (RAE). [24]
Mientras tanto, Hibberd había construido con éxito un nuevo amplificador push-pull usando dos de los mismos tubos pero trabajando en la banda de 1,25 metros , una banda superior de VHF (alrededor de 220 MHz); por debajo de 1,25 m la sensibilidad caía bruscamente. [25] Gerald Touch, originalmente del Laboratorio Clarendon , convirtió el receptor EMI a esta longitud de onda usando el conjunto existente como la etapa de frecuencia intermedia (FI) de un circuito superheterodino . La frecuencia original de 45 MHz seguiría siendo la configuración de FI para muchos sistemas de radar posteriores. En su primera prueba el 17 de agosto, Anson K6260 con Touch y Keith Wood a bordo detectó inmediatamente barcos en el Canal de la Mancha a una distancia de 2 a 3 millas (3,2–4,8 km). [26] El equipo aumentó posteriormente la longitud de onda ligeramente a 1,5 m para mejorar la sensibilidad del receptor, [27] y esta configuración de 200 MHz sería común a muchos sistemas de radar de esta época.
Tras conocer el éxito, Watt llamó al equipo y preguntó si estarían disponibles para realizar pruebas en septiembre, cuando una flota combinada de buques de la Marina Real Británica y aviones del Mando Costero de la RAF llevarían a cabo ejercicios militares en el Canal. En la tarde del 3 de septiembre, los aviones detectaron con éxito el acorazado HMS Rodney , el portaaviones HMS Courageous y el crucero ligero HMS Southampton , recibiendo señales muy fuertes. Al día siguiente despegaron al amanecer y, en un cielo casi completamente nublado, encontraron al Courageous y al Southampton a una distancia de 5 a 6 millas (8,0–9,7 km). A medida que se acercaban a los barcos y finalmente se hicieron visibles, pudieron ver al avión de lanzamiento del Courageous en un esfuerzo inútil por interceptarlos. [23] La promesa del sistema no pasó desapercibida para los observadores; Albert Percival Rowe del Comité Tizard comentó que "Esto, si lo hubieran sabido, era la escritura en la pared para el Servicio Submarino Alemán". [28]
El radar aerotransportado para detectar barcos en el mar pasó a conocerse como radar aire-superficie-buque (ASV) . Sus éxitos llevaron a que se siguieran solicitando pruebas adicionales. El creciente interés y los mayores esfuerzos en el ASV contribuyeron a demoras en los equipos de interceptación aerotransportados; el equipo dedicó un tiempo considerable en 1937 y 1938 a trabajar en el problema del ASV. [29]
En mayo de 1938, AP Rowe se hizo cargo de Bawdsey Manor de Watt, quien había sido nombrado Director de Desarrollo de Comunicaciones en el Ministerio del Aire. [30] El resto de 1938 se dedicó a problemas prácticos en el desarrollo del ASV. Un cambio fue el uso de los nuevos tubos Western Electric 4304 en lugar de los anteriores 316A. Estos permitieron un aumento adicional en la potencia a pulsos de alrededor de 2 kW, lo que proporcionó detección de barcos a 12 a 15 millas (19-24 km). Su objetivo de prueba fue el Cork Lightship , un pequeño barco anclado a unas 4 millas (6,4 km) de la Torre Blanca. Este desempeño contra un barco tan pequeño fue suficiente para impulsar al Ejército a comenzar a trabajar en lo que se convertiría en los radares de Defensa Costera (CD). [31] La célula del Ejército se había creado por primera vez el 16 de octubre de 1936 para desarrollar los sistemas de radar de apuntamiento de cañones . [32]
Otro cambio se debió a que cada parte del equipo tenía diferentes requisitos de energía. Los tubos del transmisor usaban 6 V para calentar sus filamentos, pero se necesitaban 4 V para los tubos del receptor y 2 V para el filamento del CRT. El CRT también necesitaba 800 V para su cañón de electrones , pero los tubos del transmisor 1000 V para sus moduladores (controladores). Al principio, el equipo utilizó grupos electrógenos colocados en los fuselajes de Anson y Battle, o baterías conectadas de varias maneras como en los primeros grupos de los Heyfords. [33] Bowen decidió que la solución era construir una fuente de alimentación que produjera todos estos voltajes de CC a partir de una única fuente de 240 V 50 Hz utilizando transformadores y rectificadores. Esto les permitiría alimentar los sistemas de radar utilizando la red eléctrica mientras los aviones estaban en tierra. [33]
Los motores de aviación británicos normalmente estaban equipados con un eje de toma de fuerza que conducía a la parte trasera del motor. En aviones bimotores como el Anson, uno de estos se usaría para un generador que alimentaba los instrumentos del avión a 24 V CC, el otro se dejaría desconectado y disponible para su uso. [34] Siguiendo una sugerencia de Watt de evitar los canales del Ministerio del Aire, en octubre Bowen voló uno de los Battles a la planta Metropolitan-Vickers (Metrovick) en Sheffield, donde sacó el generador de CC del motor, [e] lo dejó caer sobre la mesa y pidió un alternador de CA de tamaño y forma similares. [36] Arnold Tustin , el ingeniero principal de Metrovick, fue llamado para considerar el problema, y después de unos minutos regresó para decir que podía proporcionar una unidad de 80 V a 1200 a 2400 Hz y 800 W, incluso mejor que los 500 W solicitados. Bowen hizo un pedido de 18 unidades de preproducción lo antes posible y las primeras unidades comenzaron a llegar a fines de octubre. [34] Poco después se hizo un segundo pedido de 400 unidades más. Finalmente, se fabricaron alrededor de 133.800 de estos alternadores durante la guerra. [37]
Para probar mejor las necesidades de la IA, se necesitaba un avión con la velocidad necesaria para interceptar un bombardero moderno. En octubre de 1938, el equipo recibió dos bombarderos ligeros Fairey Battle , que tenían un rendimiento y un tamaño más adecuados para el papel de caza nocturno . Los Battles K9207 y K9208 , y la tripulación para volarlos, fueron enviados a Martlesham; [38] El K9208 fue seleccionado para llevar el radar, mientras que el K9207 se utilizó como avión objetivo y de apoyo. [39] [f]
En 1939, estaba claro que se avecinaba una guerra y el equipo comenzó a centrar su atención en el ASV y la IA. Un nuevo equipo, construido combinando la unidad transmisora de las últimas unidades ASV con el receptor EMI, voló por primera vez en una batalla en mayo de 1939. El sistema demostró un alcance máximo que apenas era adecuado, alrededor de 2 a 3 millas (3,2–4,8 km), pero el alcance mínimo demasiado largo resultó ser un problema mucho mayor. [41]
El alcance mínimo de cualquier sistema de radar se debe a su ancho de pulso , el tiempo que el transmisor está encendido antes de apagarse para que el receptor pueda escuchar los reflejos de los objetivos. Si el eco del objetivo se recibe mientras el transmisor todavía está enviando, el eco será inundado por el pulso transmitido que retrodispersa de fuentes locales. Por ejemplo, un radar con un ancho de pulso de 1 μs no podría ver los retornos de un objetivo a menos de 150 m de distancia, porque la señal del radar que viaja a la velocidad de la luz cubriría la distancia de ida y vuelta de 300 m antes de que hubiera pasado ese intervalo de 1 μs. [41]
En el caso de los ASV, esto no era un problema; los aviones no se acercaban a un barco en la superficie a una altitud mayor que la de unos pocos miles de pies, por lo que un ancho de pulso más largo era suficiente. Pero en el papel de la IA, el alcance mínimo estaba predefinido por la vista del piloto, a 300 m o menos para la interceptación nocturna, lo que exigía anchos de pulso inferiores a un microsegundo. Esto resultó muy difícil de conseguir, y los alcances inferiores a 1.000 pies eran difíciles de producir. [41]
Gerald Touch invirtió un esfuerzo considerable en resolver este problema y finalmente concluyó que era posible un pulso de transmisión inferior a 1 μs. Sin embargo, cuando se intentó esto, se descubrió que las señales se filtrarían al receptor y causarían que quedara cegado por un período superior a 1 μs. Desarrolló una solución utilizando un generador de base de tiempo que activaba el pulso del transmisor y cortaba el extremo frontal del receptor, lo que hacía que se volviera mucho menos sensible durante este período. Este concepto se conoció como squegging . [42] En extensas pruebas en Anson K6260 , Touch finalmente se decidió por un alcance mínimo de 800 pies (240 m) como el mejor compromiso entre visibilidad y sensibilidad. [8]
Además, los equipos demostraron un serio problema con las reflexiones en el suelo. La antena de transmisión enviaba el pulso sobre un área muy amplia que cubría toda la parte delantera del avión. Esto significaba que parte de la energía transmitida golpeaba el suelo y se reflejaba de vuelta al receptor. El resultado era una línea continua a través de la pantalla a una distancia igual a la altitud del avión, más allá de la cual no se podía ver nada. Esto estaba bien cuando el avión volaba a 15.000 pies (4,6 km) o más y el retorno a tierra estaba aproximadamente en el alcance máximo útil, pero significaba que las intercepciones llevadas a cabo a altitudes más bajas ofrecían un alcance cada vez más corto. [43]
En mayo de 1939, la unidad fue transferida a una batalla y, a mediados de junio, "Stuffy" Dowding fue llevado a un vuelo de prueba. Bowen operó el radar y realizó varias aproximaciones desde varios puntos. Dowding quedó impresionado y pidió una demostración del alcance mínimo. Le indicó a Bowen que hiciera que el piloto mantuviera la posición una vez que hubieran realizado su aproximación más cercana en el visor del radar para que pudieran mirar hacia arriba y ver cuán cerca estaban realmente. Bowen relata el resultado:
Durante los 30 o 40 minutos anteriores nuestras cabezas habían estado bajo la tela negra que protegía los tubos de rayos catódicos. Saqué la tela y Stuffy miró hacia adelante y dijo: "¿Dónde está? No puedo verlo". Señalé hacia arriba; estábamos volando casi directamente debajo del objetivo. "Dios mío", dijo Stuffy, "dile que se aleje, estamos demasiado cerca". [44]
La versión de Dowding sobre los mismos hechos difiere. Afirma que estaba "tremendamente impresionado" por el potencial, pero le señaló a Bowen que el alcance mínimo de 1.000 pies era un serio obstáculo. No menciona el acercamiento y su redacción sugiere que no se produjo. Dowding informa de que cuando se volvieron a encontrar más tarde ese mismo día, Bowen declaró que había realizado un avance sensacional y que el alcance mínimo se había reducido a sólo 220 pies (67 m). Dowding informa de esto sin ningún sentido crítico, pero el registro histórico demuestra que no se había producido tal avance. [45]
A su regreso a Martlesham, Dowding expuso sus preocupaciones sobre las intercepciones nocturnas y las características de un caza nocturno adecuado. Dado que las intercepciones eran asuntos largos, el avión necesitaba tener una gran autonomía. Para garantizar que el fuego amigo no fuera un problema, los pilotos tendrían que identificar visualmente todos los objetivos. Esto significaba que se necesitaría un operador de radar independiente, para que el piloto no perdiera su visión nocturna al mirar los CRT. Y finalmente, dado que el tiempo necesario para organizar una intercepción era tan largo, el avión necesitaba armamento que pudiera garantizar la destrucción de un bombardero en una sola pasada; había pocas posibilidades de que se pudiera organizar una segunda intercepción. [46]
Dowding escribió más tarde un memorando en el que consideraba varios aviones para el papel, rechazando el caza de torreta biplaza Boulton Paul Defiant debido a su estrecha zona de torreta trasera. Estaba seguro de que el Bristol Beaufighter sería perfecto para el papel, pero no estaría listo durante algún tiempo. Así que seleccionó el bombardero ligero Bristol Blenheim para el período inmediato, enviando dos de los primeros prototipos a Martlesham Heath para que se les instalara el radar de las batallas. El Blenheim K7033 fue equipado con el radar, mientras que el K7034 actuó como objetivo. [47] Ambos aviones perdieron una hélice en vuelo, pero aterrizaron de forma segura; la hélice del K7033 nunca fue encontrada, pero la del K7034 fue devuelta a Martlesham al día siguiente por un granjero iracundo. [48]
Incluso en la longitud de onda de 1,5 m, las antenas de tamaño práctico tenían una ganancia relativamente baja y una resolución muy pobre; la antena del transmisor creaba una señal en forma de abanico de más de 90 grados de ancho. Esto no era útil para apuntar a un objetivo, por lo que se necesitaba algún sistema de indicación de dirección. El equipo consideró seriamente la comparación de fase como una solución, pero no pudo encontrar un circuito de cambio de fase adecuado. [49]
En su lugar, se adoptó un sistema de múltiples antenas receptoras, cada una ubicada de manera que solo fuera visible una cierta sección del cielo. Se montaron dos receptores horizontales a cada lado del fuselaje y solo percibían los reflejos de la izquierda o la derecha, superponiéndose ligeramente en el medio. Se montaron dos receptores verticales por encima y por debajo del ala, percibiendo los reflejos por encima o por debajo del avión. [50]
Cada par de antenas estaba conectado a un interruptor motorizado que cambiaba rápidamente entre los pares, una técnica conocida como conmutación de lóbulos . [51] Ambas señales se enviaban a un tubo de rayos catódicos (TRC) para su visualización, y una de ellas pasaba por un inversor de voltaje. Si el objetivo estaba a la izquierda, la pantalla mostraba un punto más largo a la izquierda que a la derecha. Cuando el objetivo estaba justo delante, los puntos tenían la misma longitud. [52] Esta solución tenía una precisión inherentemente limitada, de unos cinco grados, pero era una solución práctica en términos de limitar el tamaño de las antenas. [50]
En ese momento, el Ministerio del Aire estaba desesperado por poner en servicio alguna unidad. Satisfecho con su visita en mayo, Dowding sugirió que el Mk. I era lo suficientemente bueno para fines de pruebas operativas. El 11 de junio de 1939, AI recibió la máxima prioridad y se tomaron disposiciones para suministrar 11 Blenheim adicionales al escuadrón n.° 25 en la RAF Hawkinge (para un total de 21). Dado que cada una de las piezas provenía de diferentes proveedores y los montadores no estaban familiarizados con ninguna de ellas, los miembros del equipo de AI tendrían que ensamblar a mano los componentes a medida que llegaban e instruir a los montadores sobre los conjuntos. [45]
Watt estaba esperando el pedido y en 1938 había organizado la producción de los transmisores en Metrovick y los receptores en AC Cossor . Estos resultaron ser los productos equivocados: a Metrovick se le había pedido que copiara directamente ("a la china") el diseño de 1937 de Percy Hibberd, pero Bawdsey había entregado el prototipo equivocado a Metrovick, quien lo copió. [53] Se descubrió que los receptores Cossor eran inutilizables, pesaban tanto como el transmisor y el receptor completos y tenían una sensibilidad de aproximadamente la mitad de la del cableado EMI. [54]
Fue en este punto que el equipo tuvo otro golpe de suerte. El antiguo asesor de tesis de Bowen en el King's College de Londres era Edward Appleton , que había trabajado con Watt y Harold Pye durante la década de 1920. Desde entonces, Pye había formado su propia empresa de radio, Pye Ltd. , y estaba activo en el campo de la televisión. Recientemente habían presentado un nuevo televisor basado en un innovador tubo de vacío desarrollado por Philips de Holanda, el pentodo EF50 . Appleton le mencionó el diseño de Pye a Bowen, quien lo encontró una gran mejora con respecto a la versión EMI, y se alegró de saber que había habido una pequeña producción que podría usarse para sus experimentos. [55] El diseño se hizo ampliamente conocido como la tira de Pye . [56]
La banda Pye supuso un avance tal respecto de la unidad EMI que el EF50 se convirtió en un componente estratégico clave. Cuando se avecinaba una invasión alemana del oeste en 1940, los británicos se pusieron en contacto con Philips y organizaron un plan para trasladar la junta directiva de la empresa al Reino Unido, junto con 25.000 EF50 más y otras 250.000 bases, en las que Mullard , la filial británica de Philips, podría construir tubos completos. Un destructor, el HMS Windsor , [57] fue enviado a recogerlos en mayo, y abandonó los Países Bajos sólo unos días antes de la invasión alemana del país el 15 de mayo de 1940. [55] [g] La banda Pye, y su frecuencia intermedia de 45 MHz, se reutilizarían en muchos otros sistemas de radar en tiempos de guerra. [58]
Los nuevos Blenheims finalmente llegaron a Martlesham, habiendo sido convertidos experimentalmente en cazas pesados con la adición de cuatro ametralladoras Browning .303 British (7,7 mm) y cuatro cañones automáticos Hispano de 20 mm , mientras que se quitó la torreta media superior para reducir el peso en 800 lb (360 kg) y la resistencia aerodinámica en una pequeña cantidad. [59] [60] [h] Estos llegaron sin ninguno de los bastidores u otros accesorios necesarios para montar el radar, que tuvo que ser construido por montadores locales. Las entregas posteriores no fueron los modelos Blenheim Mk. IF [i] e IIF proporcionados originalmente, sino las nuevas versiones Mk. IVF con un morro más largo y rediseñado. El tren de aterrizaje tuvo que ser reequipado para el nuevo avión, y los receptores y CRT se montaron en el morro agrandado, lo que permitió al operador indicar correcciones al piloto a través de señales manuales como respaldo si el intercomunicador fallaba. [61]
En septiembre, varios Blenheims estaban equipados con lo que ahora se conocía oficialmente como AI Mk. I y el entrenamiento de las tripulaciones comenzó con el Escuadrón No. 25 en la RAF Northolt . Robert Hanbury Brown , un físico que más tarde trabajaría en radares en los EE. UU., y Keith Wood se unieron a ellos en agosto de 1939, ayudando a los instaladores a mantener operativos los sistemas y creando métodos útiles para la interceptación. Cerca de fines de agosto, Dowding visitó la base y vio los radares en el morro y le señaló a Bowen que los artilleros enemigos verían la luz de los CRT y dispararían al operador. Los equipos se volvieron a instalar, volviendo a la parte trasera del fuselaje, lo que causó más retrasos. [62]
Con las unidades en la retaguardia, el único método de comunicación era a través del intercomunicador. Los sistemas contemporáneos también utilizaban la radio como intercomunicador, pero los equipos TR9D utilizados en los aviones de la RAF utilizaban el canal de voz durante 15 segundos cada minuto para el sistema de pitidos y chirridos, bloqueando las comunicaciones. Incluso cuando se suministraron equipos modificados que solucionaban este problema, se descubrió que el radar interfería fuertemente con el intercomunicador. Se probó un tubo parlante , pero resultó inútil. Las radios VHF más nuevas que se estaban desarrollando durante este mismo período no sufrieron estos problemas, y los Blenheims fueron trasladados al frente de la cola para recibir a estas unidades. [63] [64]
Bawdsey, justo en la costa este en un lugar relativamente apartado, no podía ser protegido eficazmente de ataques aéreos o incluso bombardeos desde barcos en alta mar. La necesidad de trasladar al equipo a un lugar más protegido al inicio de las hostilidades se había identificado mucho antes de la guerra. Durante una visita a su alma mater en la Universidad de Dundee , Watt se acercó al rector para preguntarle sobre la posibilidad de establecer al equipo allí, con poca antelación. Cuando los alemanes invadieron Polonia y se declaró la guerra el 3 de septiembre de 1939, los equipos de investigación empacaron y llegaron a Dundee para encontrar al rector recordando vagamente la conversación y sin tener nada preparado para su llegada. Los estudiantes y profesores habían regresado desde entonces después de las vacaciones de verano, y solo había dos pequeñas habitaciones disponibles para todo el grupo. [65]
El grupo AI y sus aviones experimentales del D Flight, Aeroplane and Armament Experimental Establishment (A&AEE), [66] se trasladaron a un aeropuerto a cierta distancia en Perth, Escocia . [j] El aeropuerto era completamente inadecuado para el trabajo de montaje, con solo un pequeño hangar disponible para el trabajo de los aviones mientras que un segundo se usaba para oficinas y laboratorios. Esto requería que la mayoría de los aviones permanecieran afuera mientras se trabajaba en otros adentro. Sin embargo, el grupo inicial de aviones se completó en octubre de 1939. Con este éxito, cada vez más aviones llegaron al aeropuerto para que el equipo AI instalara radares, la mayoría de estos eran unidades ASV para aviones de patrulla como los aviones de patrulla Lockheed Hudson y Short Sunderland , seguidos de montajes experimentales para los bombarderos torpederos Fairey Swordfish de Fleet Air Arm y el Supermarine Walrus . [67] [68]
Bernard Lovell se unió al equipo de radar por sugerencia personal de Patrick Blackett , un miembro original del Comité Tizard. Llegó a Dundee y conoció a Sidney Jefferson, quien le dijo que lo habían transferido al grupo de inteligencia artificial. [9] Las condiciones en Perth eran tan duras que claramente estaban afectando el trabajo, y Lovell decidió escribirle a Blackett al respecto el 14 de octubre. Entre muchas preocupaciones, señaló que;
La situación aquí es realmente increíble. Aquí están pidiendo a gritos que se instalen cientos de aviones. Los instaladores trabajan siete días a la semana y, en ocasiones, quince horas al día. En sus propias palabras, "el aparato es una mierda, incluso para un receptor de televisión". [69]
Blackett eliminó cualquier referencia directa a Lovell y se la pasó a Tizard, quien discutió el asunto con Rowe durante su siguiente visita a Dundee. [69] Rowe inmediatamente supuso quién había escrito la carta y llamó a Lovell para discutirlo. Lovell no le dio mucha importancia en ese momento, pero más tarde se enteró de que Rowe le había respondido a Tizard el 26 de octubre:
Está claro que no tiene ni idea de que yo sé que le ha escrito a Blackett. A juzgar únicamente por la carta que me has citado, esperaba encontrar que Lovell era un tipo desagradable que debería ser apartado del trabajo. Sin embargo, me doy cuenta de que no es así. [70]
Rowe dedujo de la conversación que el problema principal era que Perth simplemente no era adecuada para el trabajo. [71] Decidió que la mayor parte del establecimiento de investigación, ahora conocido como Air Ministry Research Establishment (AMRE), permanecería en Dundee mientras que el equipo de IA debería ser trasladado a una ubicación más adecuada. Esta vez, la ubicación elegida fue la base de la RAF St Athan en Gales, a unas 15 millas (24 km) de Cardiff . St Athan era una gran base que también servía como campo de entrenamiento de la RAF, y debería haber sido una ubicación ideal. [72]
Cuando el equipo de AI llegó el 5 de noviembre de 1939, se encontraron alojados en un hangar en desuso sin espacio para oficinas. Encontraron un pequeño alivio al utilizar las alas abandonadas de Heyford como particiones, [73] pero esto resultó en gran medida inútil cuando el clima se volvió frío. Como las puertas principales del hangar normalmente se dejaban abiertas durante el día, a menudo hacía demasiado frío para sostener un destornillador. [72] Bowen se quejó de que las condiciones "habrían producido un motín en una granja prisión". [74]
Irónicamente, los alemanes ignoraron a Bawdsey durante toda la guerra, mientras que St Athan fue atacado por un Junkers Ju 88 sólo unas semanas después de que llegara el equipo. La única bomba impactó directamente en la pista, pero no explotó. [60]
Con las entregas de octubre, el Ministerio del Aire comenzó a planificar la producción de un AI Mk. II. Este se diferenciaba en gran medida por la adición de un nuevo sistema de base de tiempo , que se esperaba que redujera el alcance mínimo a unos muy útiles 400 pies (120 m). Cuando se instalaron las nuevas unidades, se descubrió que el alcance mínimo había aumentado a 1000 pies. Este problema se atribuyó a una capacidad inesperadamente alta en los tubos, y con más trabajo solo pudieron volver a los 800 pies del Mk. I. [75] Los Blenheims de varios escuadrones fueron equipados con el Mk. II, y se asignaron tres aviones a cada uno de los escuadrones n.° 23, 25, 29, 219, 600 y 604 en mayo de 1940. [76]
Se probaron dos versiones experimentales del Mk. II. La unidad AIH utilizó válvulas GEC VT90 Micropup en lugar de las Acorns para obtener potencia adicional, y la H representa una alta potencia de unos 5 kW. Una unidad de prueba instalada en un Blenheim IF resultó prometedora en marzo y se entregó una segunda a principios de abril, pero el desarrollo se interrumpió por razones desconocidas. El AIL tenía una base de tiempo de bloqueo , que mejoraba el alcance máximo, a costa de un alcance mínimo muy aumentado de 3000 a 3500 pies (0,91-1,07 km) y el trabajo se abandonó. [77] [k]
Mientras se entregaban los aviones, Bowen, Tizard y Watt presionaron al Ministerio del Aire para que designara a alguien que comandara todo el sistema de combate nocturno, desde asegurar la entrega de los aviones y la producción del radar hasta el entrenamiento de los pilotos y la tripulación de tierra. Esto llevó a la formación del Comité de Intercepción Nocturna (así llamado en julio de 1940) bajo la dirección de Richard Peirse . Peirse creó la Unidad de Intercepción Nocturna en la RAF Tangmere el 10 de abril de 1940; más tarde se rebautizó como Unidad de Intercepción de Cazas (FIU). [78]
Bowen dirigió una serie de conferencias en Bentley Priory sobre la teoría de la interceptación nocturna guiada por radar y concluyó que el caza necesitaría una ventaja de velocidad de entre el 20 y el 25% sobre su objetivo. Los principales bombarderos de la Luftwaffe (el Junkers Ju 88, el Dornier Do 17 Z y el Heinkel He 111 ) eran capaces de volar a unas 250 millas por hora (400 km/h), al menos con una carga media. Esto implicaba que un caza necesitaría volar al menos a 300 millas por hora (480 km/h) y el Blenheim, completamente cargado, era capaz de alcanzar sólo 280 millas por hora (450 km/h). Las preocupaciones de Bowen sobre la escasa velocidad del Blenheim se demostraron correctas en combate. [76]
El Mk. II se utilizó solo por un corto tiempo cuando el equipo reemplazó su sección de transmisor con una del ASV Mk. I, que usaba las nuevas válvulas Micropup. [79] [l] Los nuevos equipos AI Mk. III se instalaron experimentalmente en unos veinte Blenheim IF en abril de 1940, donde demostraron un alcance máximo mejorado de 3 a 4 millas (4,8–6,4 km). [80] Sin embargo, todavía sufrían de un alcance mínimo largo, de 800 a 1500 pies dependiendo de cómo se ajustara el receptor. [81]
Esto condujo a lo que Hanbury Brown describe como "la gran controversia del alcance mínimo". [81] Desde octubre de 1939, trabajando sin descanso para instalar los equipos Mk. I restantes en Perth y St Athan, el equipo no había tenido tiempo para seguir desarrollando la electrónica. Eran conscientes de que el alcance mínimo era aún mayor de lo satisfactorio, pero Bowen y Hanbury Brown estaban convencidos de que había una solución sencilla que podían implementar una vez que se completaran las instalaciones iniciales. [82] Mientras tanto, los equipos actuales seguían instalándose, aunque todos eran conscientes de sus problemas. El 24 de enero de 1940, Arthur Tedder , el Director General de Investigación, admitió a Tizard que:
Me temo que gran parte, si no la mayor parte, de los problemas se deben a nuestro error fatal de apresurarnos a producir e instalar la IA antes de que estuviera lista para su producción, instalación o uso. Esta desafortunada precipitación necesariamente arruinó el trabajo de investigación sobre la IA, ya que implicó desviar al equipo de investigación de la investigación propiamente dicha a la instalación. [83]
La cuestión del alcance mínimo siguió planteándose, y llegó hasta el Ministerio del Aire y, finalmente, a Harold Lardner, director de lo que entonces se conocía como el Centro de Investigación Stanmore. [84] Rowe y su adjunto Bennett Lewis fueron llamados a reunirse con Lardner para discutir el tema. Aparentemente, sin informar a Lardner de la posible solución de Bowen y Hanbury Brown, o del hecho de que no podían trabajar en ella debido a las instalaciones en curso, acordaron que Lewis investigara el asunto. Lewis luego envió un contrato a EMI para ver qué podían hacer. [85] Según Bowen y Hanbury Brown, Rowe y Lewis instigaron estos eventos deliberadamente para quitarle el control del proyecto de IA al equipo de IA. [80] [85]
En Dundee, Lewis planteó la cuestión y se consideraron dos soluciones para mejorar el alcance. El Mk. IIIA consistía en un conjunto de cambios menores en el transmisor y el receptor con el objetivo de reducir el alcance mínimo a unos 800 pies (240 m). La propia solución de Lewis fue el Mk. IIIB, que utilizaba un segundo transmisor que emitía una señal que se mezclaba con la principal para cancelarla durante el final del pulso. Creía que esto reduciría el alcance mínimo a solo 600 pies (180 m). Dos copias del IIIA entraron en pruebas en mayo de 1940 y demostraron poca mejora, con el alcance reducido a solo 950 pies (290 m), pero a costa de una reducción significativa del alcance máximo de solo 8.500 pies (2,6 km). Las pruebas del IIIB esperaron mientras el equipo de IA se trasladaba de St Athan a Worth Matravers en mayo, [86] y finalmente fueron superadas por los acontecimientos. El desarrollo de ambos modelos se canceló en junio de 1940. [87]
A principios de 1940, el equipo de la IA en St Athan se enteró de que Lewis estaba desarrollando sus propias soluciones al problema del alcance mínimo. Bowen estaba muy molesto. Se había acostumbrado a la forma en que los investigadores habían sido puestos en un intento desacertado de producción, pero ahora Rowe también los estaba eliminando directamente del esfuerzo de investigación. Tizard se enteró de las quejas y visitó Dundee en un intento de suavizarlas, lo que evidentemente fracasó. El 29 de marzo de 1940, un memorando de la oficina del DCD de Watt anunció una reorganización del Grupo Aerotransportado. Gerald Touch se trasladaría a la RAE para ayudar a desarrollar los procedimientos de producción, instalación y mantenimiento del Mk. IV, varios otros miembros se dispersarían por los aeródromos de la RAF para ayudar a entrenar a las tripulaciones de tierra y aire directamente en las unidades, mientras que el resto del equipo, incluidos Lovell y Hodgkin , se reincorporarían a los principales equipos de investigación de radar en Dundee. Bowen quedó notablemente fuera de la reorganización; su participación en la IA terminó. [88] A finales de julio, Bowen fue invitado a unirse a la Misión Tizard , que partió hacia los EE. UU. en agosto de 1940. [89]
En mayo de 1940, el Mk. III se sometió a pruebas exhaustivas en el escuadrón n.° 25 y se encontró otro problema preocupante. A medida que el avión objetivo se movía hacia los lados del caza, el error en el ángulo horizontal aumentaba. Finalmente, a unos 60 grados hacia el lado, se indicó que el objetivo estaba al otro lado del caza. Hanbury Brown concluyó que el problema se debía a las reflexiones entre el fuselaje y las góndolas del motor, debido al cambio del IF y el IIF de morro corto al IVF de morro largo. En ejemplos anteriores, habían utilizado el fuselaje del avión como reflector, posicionando y orientando las antenas para que se extendieran a lo largo del morro o de los bordes de ataque del ala. [90]
Intentó mover las antenas horizontales hacia el exterior de las góndolas, pero esto tuvo poco efecto. Otro intento con antenas orientadas verticalmente "resolvió por completo el problema" y permitió que las antenas se colocaran en cualquier lugar a lo largo del ala. [91] Cuando más tarde intentó comprender por qué las antenas siempre habían sido horizontales, descubrió que esto provenía de las pruebas ASV donde se descubrió que esto reducía los reflejos de las ondas. Dado el desarrollo paralelo de los sistemas ASV e AI, esta disposición se había copiado al lado AI sin que nadie considerara otras soluciones. [92]
En una reunión del Comité de Interceptación Nocturna celebrada el 2 de mayo se decidió que la amenaza de los bombarderos era mayor que la de los submarinos, y se tomó la decisión de trasladar 80 de los 140 transmisores ASV Mk. I a AI, sumándose a los 70 que estaba construyendo EKCO (EK Cole). Estos se convertirían en 60 IIIA y 40 IIIB. [93] [m] En otra reunión celebrada el 23 de mayo, Tizard, quizás motivado por los comentarios del Director de Señales (Aéreo), sugirió que las unidades no eran adecuadas para el uso operativo, especialmente debido a su baja fiabilidad, y que deberían limitarse a misiones de entrenamiento diurno. [64]
El 26 de julio, 70 Blenheims estaban equipados con Mk. III y la RAE escribió un informe extenso sobre el sistema. También ellos tenían preocupaciones sobre lo que llamaban sistemas "parcialmente confiables" y señalaron que un problema significativo se debía a las conexiones de antena y cableado poco confiables. Pero fueron más allá y afirmaron que el concepto de autoexcitación simplemente no funcionaría para un sistema de producción. Estos sistemas usaban circuitos de transmisión como oscilador para producir la frecuencia operativa, pero tenían la desventaja de tardar un tiempo en estabilizarse y luego apagarse nuevamente. Hanbury Brown estuvo de acuerdo con esta evaluación, al igual que Edmund Cook-Yarborough, quien había dirigido el trabajo sobre el IIIB en Dundee. [64]
Los comentarios de la RAE sobre el transmisor autoexcitado no eran casuales: se referían a un trabajo que estaba empezando a dar sus frutos en EMI como resultado directo del contrato anterior de Lewis. Los ingenieros de EMI Alan Blumlein y Eric White habían desarrollado un sistema que prescindía de un circuito transmisor autoexcitado y en su lugar utilizaba un modulador independiente que alimentaba la señal al transmisor para su amplificación. La señal del oscilador también se enviaba al receptor, utilizándola para amortiguar su sensibilidad. El efecto combinado era agudizar el pulso transmitido, al tiempo que se reducía el "zumbido" en el receptor. [94] En una prueba en mayo de 1940, Hanbury Brown pudo ver claramente el retorno a una distancia de 500 pies (150 m), y aún podía distinguirlo cuando se acercaron a los 400. [89]
Touch, que ahora estaba en RAE Farnborough y había entregado versiones mejoradas del ASV, adaptó rápidamente el nuevo oscilador al transmisor Mk. III existente. [89] La adaptación del diseño de antena de doble dipolo plegada con "punta de flecha" de transmisión vertical en el morro del avión, del trabajo de Hanbury Brown con el Mk. III, eliminó todos los problemas restantes. [91] En sus primeras pruebas operativas en julio de 1940, el nuevo AI Mk. IV demostró la capacidad de detectar otro Blenheim a una distancia de 20.000 pies (6,1 km) y continuó rastreándolo hasta un mínimo de 500. Hanbury Brown afirmó que "hizo todo lo que originalmente esperábamos que hiciera un radar aerotransportado para el combate nocturno". [89] Continuó señalando que, aunque el Mk. IV llegó solo un año después de los primeros Mk. I, parecía que habían estado funcionando durante diez años. [89]
Se inició inmediatamente un contrato de producción para 3.000 unidades en EMI, Pye y EKCO. [95] Cuando partieron hacia los EE. UU. en agosto, el equipo de la Misión Tizard se llevó consigo un Mk. IV, un ASV Mk. II y un IFF Mk. II, a través del Consejo Nacional de Investigación (Canadá) . [96] Durante las discusiones siguientes, se acordó que los EE. UU. producirían el AI, mientras que Canadá produciría el ASV. Western Electric consiguió una licencia de producción para el Mk. IV en los EE. UU., donde se lo conocía como SCR-540. Las entregas comenzaron para los aviones P-70 ( A-20 Havoc ) y PV-1 en 1942. [97] [98]
Durante el desarrollo de los Mk. I a III, varias unidades habían estado utilizando los sistemas en un esfuerzo por desarrollar técnicas de interceptación adecuadas. Muy pronto se decidió prescindir de la cadena de informes completa del sistema Dowding y hacer que los operadores de radar en las estaciones de la Cadena Principal (CH) hablaran directamente con los cazas, reduciendo enormemente los retrasos. Esto mejoró las cosas y en un número cada vez mayor de ocasiones los aviones recibieron instrucciones de las estaciones CH hacia objetivos reales. [99]
Las tripulaciones estaban destinadas a tener suerte en algún momento, y esto sucedió en la noche del 22/23 de julio de 1940, cuando un Blenheim IF de la FIU recibió instrucciones de la estación CH de Poling y detectó el objetivo a una distancia de 8.000 pies (1,5 mi; 2,4 km). El operador del radar CH los dirigió hasta que el observador avistó visualmente un Do 17. El piloto se acercó a 400 pies (120 m) antes de abrir fuego, y continuó acercándose hasta que estuvieron tan cerca que el aceite que salía del objetivo cubrió su parabrisas. Al desprenderse, el Blenheim volcó boca abajo y, sin visibilidad, el piloto no se recuperó hasta alcanzar los 700 pies (210 m). El objetivo se estrelló frente a Bognor Regis , en la costa sur de Inglaterra. Este fue el primer uso exitoso confirmado de un radar aerotransportado conocido en la historia. [100] [n]
A pesar de este éxito, estaba claro que el Blenheim simplemente no iba a funcionar como caza. En varias ocasiones, las estaciones CH dirigieron a los cazas hacia una captura de radar exitosa, solo para que el objetivo se alejara lentamente del caza. En un caso, el Blenheim pudo ver el objetivo, pero cuando lo detectó, el avión aumentó la potencia y desapareció. Del 1 al 15 de octubre de 1940, los cazas equipados con Mk. III de la RAF Kenley realizaron 92 vuelos, realizaron 28 intercepciones de radar y no lograron ningún derribo. [102]
La llegada del Mk. IV en julio de 1940 mejoró las cosas, pero fue la entrega del Bristol Beaufighter a partir de agosto la que produjo un sistema verdaderamente efectivo. El Beaufighter tenía motores considerablemente más potentes, una velocidad que le permitía alcanzar sus objetivos y un poderoso paquete de cañones de cuatro cañones de 20 mm que podían destruir fácilmente un bombardero en una sola pasada. El uso del escuadrón comenzó en octubre, y su primera victoria llegó poco después, el 19/20 de noviembre, cuando un Beaufighter IF del Escuadrón No. 604 destruyó un Ju 88A-5 cerca de Chichester , muy cerca del primer éxito del Mk. III. [103] [o]
Durante agosto y septiembre de 1940, la Luftwaffe se enfrentó al sistema Dowding en la Batalla de Inglaterra y, a pesar de sus grandes esfuerzos, no logró derrotar al Mando de Cazas. La carta de Tizard de 1936 resultó profética; con su derrota durante el día, la Luftwaffe pasó a una campaña nocturna. El Blitz comenzó en serio en septiembre. [105] Dowding había sido objeto de críticas casi continuas de todos los sectores mucho antes de este punto; todavía estaba en el poder después de la edad normal de retiro de los oficiales, tenía una personalidad espinosa que le valió el apodo de "Stuffy" y mantenía un control férreo sobre el Mando de Cazas. También fue criticado por su inactividad a la hora de poner fin a la lucha entre Keith Park y Trafford Leigh-Mallory , comandantes de los Grupos 11 y 12 en los alrededores de Londres. Sin embargo, tenía el favor de Winston Churchill y el éxito demostrado en la Batalla de Inglaterra, lo que hizo que la mayoría de las quejas fueran discutibles. [106]
El Blitz lo cambió todo. En septiembre de 1940, la Luftwaffe realizó 6.135 misiones nocturnas, lo que provocó solo cuatro pérdidas en combate. El sistema Dowding era incapaz de manejar intercepciones nocturnas de manera práctica, y Dowding continuó afirmando que la única solución era poner en funcionamiento la IA. En busca de alternativas, el Jefe del Estado Mayor del Aire , Cyril Newall , convocó un comité de revisión bajo la dirección de John Salmond . Salmond construyó un panel de peso pesado que incluía a Sholto Douglas , Arthur Tedder, Philip Joubert de la Ferté y Wilfrid Freeman . [107]
En su primera serie de reuniones, el 14 de septiembre, el Comité de Defensa Nocturna comenzó a recopilar una serie de sugerencias para mejoras, que se discutieron en profundidad el 1 de octubre. Se las transmitieron a Dowding para que las implementara, pero descubrió que muchas de sus sugerencias ya estaban obsoletas. Por ejemplo, sugirieron construir nuevos radares que pudieran usarse sobre tierra, lo que permitiría que la lucha continuara durante el ataque. Ya se había enviado un contrato para este tipo de radar en junio o julio. Sugirieron que la sala de filtros de la RAF Bentley Priory se transfiriera al cuartel general del Grupo para mejorar el flujo de información, pero Dowding ya había ido un paso más allá y delegó la interceptación nocturna al nivel de Sector en los aeródromos. Dowding aceptó solo cuatro de las sugerencias. [108]
A esto le siguió otro informe a petición de Churchill, esta vez del almirante Tom Phillips . Phillips devolvió su informe el 16 de octubre, solicitando patrullas permanentes con cazas Hawker Hurricane guiados por reflectores , los llamados cazas ojo de gato . Dowding respondió que la velocidad y la altitud de los aviones modernos hacían que tales esfuerzos fueran casi inútiles, afirmando que Phillips estaba proponiendo "simplemente volver a un método similar al de Micawber de ordenarles que vuelen y esperen a que aparezca algo". Volvió a afirmar que la IA era la única solución al problema. Phillips no había ignorado la IA, pero señaló que "al principio de la guerra, se decía que la IA iba un mes o dos por delante. Después de más de un año, todavía oímos que en un mes o así puede realmente lograr resultados". [108]
La insistencia de Dowding en esperar a la IA condujo directamente a su despido el 24 de noviembre de 1940. Muchos historiadores y escritores, incluido Bowen, han sugerido que su despido fue imprudente y que su identificación del radar de IA como la única solución práctica fue en última instancia correcta. [108] Si bien esto puede ser cierto, la fuerza de ojo de gato resultó en una serie de derribos durante el Blitz, aunque su efectividad fue limitada y rápidamente eclipsada por la fuerza de cazas nocturnos. En mayo de 1941, los cazas ojo de gato reclamaron 106 derribos contra los 79 de los cazas nocturnos, pero volaron el doble de salidas para lograrlo. [109] Casualmente, un sistema similar a los cazas ojo de gato , Wilde Sau , sería desarrollado de forma independiente por la Luftwaffe más tarde en la guerra.
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A pesar de los esfuerzos, el alcance máximo de la IA se mantuvo fijo en la altitud del avión, lo que permitió a los aviones de la Luftwaffe evitar ser interceptados volando a altitudes más bajas. Con una precisión de cinco millas (8 km) en la dirección del suelo, eso significaba que cualquier cosa por debajo de los 25.000 pies (7,6 km) estaría sujeta a este problema, que explicaba la gran mayoría de las salidas de la Luftwaffe . La falta de cobertura de radar terrestre sobre la tierra era otra limitación grave. [110]
El 24 de noviembre de 1939, Hanbury Brown escribió un memorando sobre las sugerencias para el control de cazas por parte de la RDF en el que solicitaba un nuevo tipo de radar que mostrara directamente tanto el avión objetivo como el caza interceptor, lo que permitiría a los controladores de tierra controlar directamente el caza sin necesidad de interpretación. [111] La solución fue montar un radar en una plataforma motorizada para que girara continuamente, barriendo todo el cielo. Un motor en la pantalla CRT haría girar las placas de deflexión del haz en sincronía, por lo que los puntos que se vieran cuando la antena estuviera en un ángulo particular se mostrarían en el mismo ángulo en la pantalla del osciloscopio. Usando un fósforo que durara al menos una rotación, los puntos de todos los objetivos dentro del alcance se dibujarían en la pantalla en sus ángulos relativos correctos, produciendo una imagen similar a un mapa conocida como PPI . Con los bombarderos y los cazas apareciendo ahora en la misma pantalla, el operador del radar ahora podría dirigir una intercepción directamente, eliminando todos los retrasos. [110]
El problema era encontrar un radar que fuera lo suficientemente pequeño; las enormes torres del radar CH obviamente no podían girar de esta manera. Para entonces, el Ejército había avanzado considerablemente en la adaptación de la electrónica de la IA para construir un nuevo radar para detectar barcos en el Canal de la Mancha, el CD, con una antena que era lo suficientemente pequeña como para girar en el rumbo. En 1938, los pilotos de la RAF notaron que podían evitar ser detectados por el CH mientras volaban a bajas altitudes, por lo que en agosto de 1939, Watt ordenó equipos de 24 CD bajo el nombre de Chain Home Low (CHL), utilizándolos para llenar los espacios vacíos en la cobertura del CH. [112] Estos sistemas inicialmente se hacían girar pedaleando sobre un cuadro de bicicleta que impulsaba un juego de engranajes. Una broma de la época "era que uno siempre podía identificar a uno de los operadores de la WAAFRDF por sus abultados músculos de la pantorrilla y su figura inusualmente delgada". Los controles motorizados para el CHL se introdujeron en abril de 1941. [113]
A finales de 1939 se comprendió que la rotación del haz en la pantalla del radar podía lograrse mediante electrónica. En diciembre de 1939, GWA Dummer comenzó a desarrollar un sistema de este tipo [111] , y en junio de 1940 se motorizó un radar CHL modificado para que girara continuamente en dirección y se conectó a una de estas nuevas pantallas. El resultado fue una vista de 360 grados del espacio aéreo alrededor del radar. Seis copias del prototipo de radar de interceptación de control terrestre (GCI) se construyeron a mano en AMES (Air Ministry Experimental Station) y RAE durante noviembre y diciembre de 1940, y el primero entró en funcionamiento en RAF Sopley el día de Año Nuevo de 1941, y el resto lo siguió a finales de mes. Antes de su introducción en diciembre de 1940, la tasa de interceptación era del 0,5%; en mayo de 1941, con varias estaciones GCI operativas y una mayor familiaridad, era del 7% [102] , con una tasa de eliminación de alrededor del 2,5%. [114]
Fue solo la combinación del AI Mk. IV, el Beaufighter y los radares GCI lo que produjo un sistema verdaderamente eficaz, y llevó algún tiempo que las tripulaciones de todos los involucrados adquirieran competencia. A medida que lo hacían, las tasas de interceptación comenzaron a aumentar geométricamente:
El porcentaje de estos atribuidos a la fuerza equipada con IA continuó aumentando; treinta y siete de las muertes en mayo fueron causadas por Beaus o Havocs equipados con IA, y en junio estos representaron casi la totalidad de las muertes. [114] [p]
En ese momento, la Luftwaffe había sometido al Reino Unido a una importante campaña aérea y había causado una enorme cantidad de destrucción y desplazamiento de civiles. Sin embargo, no logró llevar al Reino Unido a las conversaciones de paz ni tuvo ningún efecto evidente en la producción económica. A fines de mayo, los alemanes cancelaron el Blitz y, a partir de entonces, el Reino Unido estaría sujeto a tasas de bombardeo drásticamente menores. En qué medida esto se debió a los efectos de la fuerza de cazas nocturnos ha sido un tema de considerable debate entre los historiadores. Los alemanes estaban dirigiendo su atención hacia el este y la mayor parte de la Luftwaffe fue enviada para apoyar estos esfuerzos. [105] Incluso en mayo, las pérdidas representan solo el 2,4% de la fuerza atacante, un número minúsculo que fue fácilmente reemplazable por la Luftwaffe . [115] [q]
Arthur Harris fue nombrado oficial del aire comandante en jefe del Mando de Bombardeo de la RAF el 22 de febrero de 1942, e inmediatamente se puso a implementar su plan para destruir Alemania mediante el desmantelamiento de los aviones . Como parte de su movimiento hacia ataques de área, en la noche del 28 de marzo una fuerza arrojó explosivos e incendiarios sobre Lübeck , causando daños masivos. Adolf Hitler y otros líderes nazis se enfurecieron y ordenaron represalias. [117]
En la noche del 23 de abril de 1942, se realizó una pequeña incursión contra Exeter , seguida al día siguiente por un pronunciamiento de Gustaf Braun von Stumm de que destruirían todos los lugares que se encontraran en las guías turísticas Baedeker que tuvieran tres estrellas. Durante la semana siguiente se produjeron incursiones de tamaño cada vez mayor, en lo que se conoció en el Reino Unido como el Baedeker Blitz . Esta primera serie de incursiones terminó a principios de mayo. Cuando Colonia sufrió graves daños durante la primera incursión de 1000 bombarderos, la Luftwaffe regresó para otra semana de incursiones entre el 31 de mayo y el 6 de junio. [117]
Los primeros ataques fueron una sorpresa y se encontraron con respuestas ineficaces. En el primer ataque, un Beaufighter del Escuadrón 604 derribó un solo bombardero, mientras que los tres ataques siguientes no dieron ningún derribo y el siguiente solo un derribo. Pero a medida que el patrón de los ataques se hizo más evidente (ataques cortos contra ciudades costeras más pequeñas), la defensa respondió. Cuatro bombarderos fueron derribados en la noche del 3 al 4 de mayo, dos más el 7 y 8, uno el 18 y dos el 23. La Luftwaffe también cambió sus tácticas: sus bombarderos se acercaban a baja altitud, ascendían para detectar el objetivo y luego se lanzaban de nuevo en picado después de lanzar sus bombas. Esto significaba que las intercepciones con el Mk. IV solo eran posibles durante el bombardeo. [118]
Al final, las incursiones de la Baedeker no lograron reducir las incursiones de la RAF sobre Alemania. Las pérdidas civiles fueron considerables, con 1.637 muertos, 1.760 heridos y 50.000 casas destruidas o dañadas. [119] En comparación con el Blitz, esto fue relativamente menor; 30.000 civiles murieron y 50.000 resultaron heridos al final de esa campaña. [120] Las pérdidas de la Luftwaffe fueron de 40 bombarderos y 150 tripulantes. [121] Aunque los cazas nocturnos no fueron particularmente exitosos, representando quizás 22 aviones desde finales de abril hasta finales de junio, [101] sus deficiencias estaban en camino de ser solucionadas.
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El grupo aerotransportado ya había estado experimentando con sistemas de microondas en 1938, después de descubrir que una disposición adecuada de los tubos de bellota podía funcionar en longitudes de onda tan cortas como 30 cm. Sin embargo, estos tenían una salida muy baja y funcionaban bien dentro de la región de sensibilidad reducida en el lado del receptor, por lo que los rangos de detección eran muy cortos. El grupo abandonó el desarrollo de sistemas de microondas por el momento. [122]
El desarrollo continuó en gran medida a instancias del Almirantazgo , que lo vio como una solución para detectar las torres de mando de los submarinos parcialmente sumergidos. Después de una visita de Tizard al Centro de Investigación Hirst de GEC en Wembley en noviembre de 1939, y una visita de seguimiento de Watt, la compañía asumió el desarrollo y desarrolló un conjunto de 25 cm funcional utilizando VT90 modificados para el verano de 1940. [123] Con este éxito, Lovell y una nueva incorporación al Grupo Aerotransportado, Alan Hodgkin, comenzaron a experimentar con antenas de tipo bocina que ofrecerían una precisión angular significativamente mayor. En lugar de transmitir la señal del radar a través de todo el hemisferio delantero de la aeronave y escuchar ecos de todas partes en ese volumen, este sistema permitiría que el radar se usara como una linterna , apuntando en la dirección de observación. [88] Esto aumentaría en gran medida la cantidad de energía que cae sobre un objetivo y mejoraría la capacidad de detección.
El 21 de febrero de 1940, John Randall y Harry Boot hicieron funcionar por primera vez su magnetrón de cavidad a 10 cm (3 GHz). En abril, GEC se enteró de su trabajo y les preguntó si podían mejorar el diseño. Introdujeron nuevos métodos de sellado y un cátodo mejorado, entregando dos ejemplos capaces de generar 10 kW de potencia a 10 cm, un orden de magnitud mejor que cualquier dispositivo de microondas existente. [123] En esta longitud de onda, una antena de medio dipolo tenía solo unos pocos centímetros de largo y permitió al equipo de Lovell comenzar a estudiar reflectores parabólicos , produciendo un haz de solo 5 grados de ancho. Esto tenía la enorme ventaja de evitar los reflejos en el suelo simplemente al no apuntar la antena hacia abajo, lo que permitía al caza ver cualquier objetivo a su altitud o por encima de ella. [124]
Durante este período, Rowe finalmente concluyó que Dundee no era adecuado para ninguno de los investigadores y decidió mudarse nuevamente. Esta vez seleccionó Worth Matravers en la costa sur, donde todos los equipos de radar podrían volver a trabajar juntos. Debido a un tiempo confuso y una mejor planificación por parte del equipo de IA, llegaron a Worth Matravers desde St Athan antes de que el largo convoy desde Dundee pudiera dirigirse hacia el sur. Esto causó un atasco de tráfico que molestó aún más a Rowe. Sin embargo, todo estuvo listo a fines de mayo de 1940, con el equipo de IA trabajando principalmente desde cabañas al sur de Worth Matravers y llevando a cabo instalaciones en un aeródromo cercano. Con este traslado, todo el grupo se convirtió en el Establecimiento de Investigación de Producción Aeronáutica del Ministerio (MAPRE), solo para ser rebautizado nuevamente como Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones (TRE) en noviembre de 1940. [88]
Poco después de la mudanza, Rowe formó un nuevo grupo bajo la dirección de Herbert Skinner para desarrollar el magnetrón en un sistema de inteligencia artificial, [88] en ese momento conocido como AI, Sentimetric (AIS). [125] Lovell adaptó sus antenas parabólicas al magnetrón con relativa facilidad, y el equipo AIS detectó inmediatamente un avión que pasaba cuando encendieron el aparato por primera vez el 12 de agosto de 1940. Al día siguiente se les pidió que demostraran el aparato a los gerentes, pero no pasó ningún avión volando por allí. En su lugar, hicieron que uno de los trabajadores recorriera en bicicleta un acantilado cercano llevando una pequeña placa de aluminio. Esto demostró claramente su capacidad para detectar objetos muy cerca del suelo. A medida que el AIS se desarrolló rápidamente hasta convertirse en el AI Mk. VII, el desarrollo de los sucesores del Mk. IV, el Mk. V y el Mk. VI (ver más abajo) tuvo un apoyo vacilante. [88]
Se requirió un considerable desarrollo adicional del AIS, ya que la primera versión de producción llegó en febrero de 1942 y, posteriormente, requirió un período prolongado de desarrollo y pruebas de instalación. El primer derribo con un Mk. VII tuvo lugar la noche del 5 al 6 de junio de 1942. [126]
A medida que los sistemas de microondas entraron en servicio, junto con versiones actualizadas de aviones que los portaban, surgió el problema de qué hacer con aquellos aviones que portaban Mk. IV que de otro modo estaban en condiciones de servicio. Una posibilidad, sugerida ya en 1942, era apuntar a los propios equipos de radar de la Luftwaffe . Las frecuencias operativas básicas del homólogo de la Luftwaffe al Mk. IV, el radar FuG 202 Lichtenstein BC , se habían descubierto en diciembre de 1942. El 3 de abril de 1943, el Comité de Intercepción Aérea ordenó al TRE que comenzara a considerar el concepto de autoguiado bajo el nombre en clave Serrate . [127] [r] Por suerte, esto resultó ser un momento perfecto. A última hora de la tarde del 9 de mayo de 1943, una tripulación del IV/NJG.3 desertó al Reino Unido volando su caza nocturno Ju 88R-1 totalmente equipado, D5+EV , a la RAF Dyce en Escocia, lo que le dio al TRE su primera mirada directa al Lichtenstein. [127] [129]
El conjunto de antenas del Mk. IV original estaba limitado por factores prácticos a ser algo más corto que los 75 cm que serían ideales para sus señales de 1,5 m. El Lichtenstein operaba a 75 cm, lo que hacía que las antenas del Mk. IV fueran casi perfectamente adecuadas para captarlas. El envío de las señales a través del conmutador motorizado existente a un nuevo receptor sintonizado a la frecuencia del Lichtenstein produjo una visualización muy similar a la creada por las propias transmisiones del Mk. IV. Sin embargo, la señal ya no tenía que viajar desde el caza de la RAF y viceversa; en su lugar, las señales solo tendrían que viajar desde el avión alemán hasta el caza. Según la ecuación del radar , esto hace que el sistema sea ocho veces más sensible, y el sistema mostró su capacidad para rastrear cazas enemigos a distancias de hasta 50 millas (80 km). [130]
El rastreo basado en las señales del enemigo significaba que no había una manera precisa de calcular la distancia al objetivo; las mediciones de distancia por radar se basan en el tiempo transcurrido entre la señal transmitida y la recepción, y no había manera de saber cuándo se transmitió originalmente la señal del enemigo. Esto significaba que el dispositivo de rastreo solo podía usarse para el rastreo inicial, y la aproximación final tendría que realizarse por radar. [131] El alcance adicional del Mk. VIII no era necesario en esta función, ya que Serrate llevaría al caza a un rango de rastreo fácil, y la pérdida de un Mk. IV no revelaría el secreto del magnetrón a los alemanes. Por esta razón, el Mk. IV se consideró superior a los radares más nuevos para esta función, a pesar de las ventajas técnicas de los diseños más nuevos. [132]
El Serrate fue instalado por primera vez en los aviones Beaufighter Mk. VIF del Escuadrón No. 141 de la RAF en junio de 1943. Comenzaron las operaciones con el Serrate en la noche del 14 de junio, y para el 7 de septiembre habían derribado 14 cazas alemanes y habían perdido 3. [133] [s] El escuadrón fue entregado más tarde al Grupo No. 100 de la RAF , que se encargaba de las operaciones especiales dentro del Mando de Bombardeo, incluyendo interferencias y esfuerzos similares. A pesar de sus éxitos, estaba claro que el Beaufighter carecía de la velocidad necesaria para alcanzar a los aviones alemanes y los Mosquito comenzaron a reemplazarlos a finales de 1943. [134]
Los alemanes se dieron cuenta de sus pérdidas a causa de los cazas nocturnos y comenzaron un programa urgente para introducir un nuevo radar que funcionara en frecuencias diferentes. Esto condujo al FuG 220 Lichtenstein SN-2 de banda VHF inferior , que comenzó a llegar a las unidades operativas en pequeñas cantidades entre agosto y octubre de 1943, con alrededor de cincuenta en uso en noviembre. [135] En febrero de 1944, el Escuadrón 80 notó una marcada disminución en las transmisiones del FuG 202. Para entonces, los alemanes habían producido 200 equipos SN-2, y esta cifra había llegado a 1.000 en mayo. [136] Este equipo seleccionó deliberadamente una frecuencia cercana a la de sus equipos de radar Freya basados en tierra , con la esperanza de que estas fuentes inundaran cualquier equipo receptor de banda ancha utilizado en los aviones de la RAF. Las primeras unidades Serrate eran inútiles en junio de 1944, y sus reemplazos nunca tuvieron tanto éxito. [136]
La experiencia demostró que la aproximación final al objetivo requería una acción rápida, demasiado rápida para que el operador del radar pudiera comunicar fácilmente las correcciones al piloto. [137] En 1940, Hanbury Brown escribió un artículo sobre la obtención de imágenes a partir de contactos de IA que demostraba matemáticamente que los retrasos de tiempo inherentes al sistema de interceptación estaban alterando seriamente la aproximación. A corto plazo, sugirió que los cazas hicieran su aproximación a popa completa mientras todavía estaban a 2.500 pies (760 m) de distancia, y luego volaran directamente hacia adentro. A largo plazo, sugirió agregar un indicador para el piloto que demostrara directamente la dirección necesaria para interceptar. [138]
Esto llevó al trabajo de Hanbury Brown en el Mark IVA, que se diferenciaba del Mk. IV principalmente por tener una unidad de visualización adicional frente al piloto. [50] El operador del radar tenía un control adicional, el estroboscopio , que podía ajustarse para detectar retornos a una distancia particular. Solo esos retornos se enviaban a la pantalla del piloto, lo que resultaba en mucho menos desorden. [139] A diferencia de la pantalla del operador, la del piloto mostraba la ubicación del objetivo como un solo punto a la manera de un boroscopio; si el punto estaba arriba y a la derecha del centro de la pantalla, el piloto tenía que girar a la derecha y ascender para interceptarlo. El resultado fue lo que se conocía como un indicador de punto volador , [t] un solo objetivo seleccionado que mostraba una indicación directa de la posición relativa del objetivo. [140]
Las pruebas se llevaron a cabo a partir de octubre de 1940 y rápidamente demostraron una serie de problemas menores. Uno de los problemas menores era que la cruz del tubo que indicaba el centro bloquearía el punto. Una preocupación más seria era la falta de información de alcance, que los pilotos de la FIU consideraban crítica. Hanbury Brown se puso a trabajar en estos problemas y presentó una versión actualizada en diciembre. Una retícula en forma de U en el centro de la pantalla proporcionaba una ubicación central que dejaba el punto visible. Además, el circuito incluía una segunda base de tiempo que producía una señal más larga a medida que el caza se acercaba a su objetivo. La salida estaba sincronizada para que la línea estuviera centrada horizontalmente en el punto. Esto presentaba el alcance de una manera fácilmente comprensible; la línea parecía las alas de un avión, que naturalmente se hacen más grandes a medida que el caza se acerca a él. [52]
El poste de centrado en forma de U fue dimensionado de modo que las puntas de la U tuvieran el mismo ancho que la línea de indicación de alcance cuando el objetivo estaba a 2500 pies (0,76 km), lo que indicaba que el piloto debía reducir la velocidad y comenzar su aproximación final. Dos líneas verticales a los lados de la pantalla, los postes de la meta , indicaban que el objetivo estaba a 1000 pies (300 m) por delante y era hora de mirar hacia arriba para verlo. Dos líneas más pequeñas indicaban un alcance de 500 pies (150 m), punto en el que el piloto debería haber visto el objetivo, o tuvo que separarse para evitar la colisión. [52]
En una reunión celebrada el 30 de diciembre de 1940, se decidió iniciar la producción limitada de los nuevos indicadores como unidad adicional para los sistemas Mk. IV existentes, creando el AI Mk. IVA. Los primeros ejemplares llegaron en enero de 1941, seguidos de más unidades de ADEE y Dynatron a principios de febrero. La participación de Hanbury Brown en AI llegó a un final abrupto durante las pruebas de la nueva unidad. Durante un vuelo en febrero de 1941 a 20.000 pies (6,1 km) su suministro de oxígeno falló y de repente se despertó en una ambulancia en tierra. [141] [142] Ya no se le permitió volar en pruebas y pasó a trabajar en sistemas de balizas de radar. [141]
El trabajo continuo mostró una serie de problemas menores, y se tomó la decisión de introducir una unidad rediseñada con mejoras significativas en el embalaje, el aislamiento y otros cambios prácticos. Esta se convertiría en la AI Mk. V, que comenzó a llegar desde Pye a fines de febrero e inmediatamente demostró una serie de problemas. En ese momento, se estaban diseñando las unidades de microondas, y la Mk. V casi se canceló. Se permitió que continuara un contrato por más de 1000 unidades en caso de retrasos en las nuevas unidades. En mayo, los problemas con el diseño de Pye se resolvieron y las pruebas de la FIU revelaron que era superior a la Mk. IV, especialmente en términos de mantenimiento. Un informe de la RAE estuvo de acuerdo. [143]
Los primeros equipos Mk. V actualizados llegaron en abril de 1942 y se instalaron en los de Havilland Mosquito a medida que estaban disponibles. Un Mosquito equipado con Mk. V logró su primer derribo el 24/25 de junio, cuando un Mosquito NF.II del Escuadrón No. 151 derribó un Dornier Do 217 E-4 sobre el Mar del Norte . [144] En la práctica, se descubrió que los pilotos tenían considerables dificultades para levantar la vista de la pantalla en el último minuto, y el sistema se utilizó solo de manera experimental. [145] En ese momento, las unidades de microondas habían comenzado a llegar en pequeñas cantidades, por lo que la producción del Mk. V se retrasó repetidamente a la espera de su llegada, y finalmente se canceló. [144]
A partir del verano de 1942, el equipo de desarrollo de TRE comenzó a experimentar con sistemas para proyectar la pantalla en el parabrisas y, en octubre, lo había combinado con una imagen de la mira giroscópica GGS Mk. II existente para producir una verdadera pantalla de visualización frontal conocida como Indicador Automático del Piloto o API. Se instaló un solo ejemplar en un Beaufighter y se probó hasta octubre, y se probaron numerosas modificaciones y ejemplos de seguimiento durante el año siguiente. [146]
A medida que el AI comenzó a demostrar su valía a principios de 1940, la RAF se dio cuenta de que el suministro de radar pronto superaría el número de aviones adecuados disponibles. Con un gran número de aviones monomotor monoplaza ya en las unidades de cazas nocturnos, se deseaba alguna forma de equiparlos con radar. El Ministerio del Aire formó el Comité de Diseño del AI Mk. VI para estudiar esto en el verano de 1940. El diseño resultante del AI Mk. VI fue esencialmente un Mk. IVA con un sistema adicional que ajustaba automáticamente el alcance del estroboscopio. Sin ningún objetivo visible, el sistema movía el estroboscopio desde su configuración mínima a un alcance máximo de aproximadamente 6 millas (9,7 km) y luego comenzaba de nuevo al mínimo. Este proceso tardaba unos cuatro segundos. [147] Si se veía un objetivo, el estroboscopio se pegaba a él, lo que permitía al piloto acercarse al objetivo usando su C-scope . [148] El piloto volaría bajo control terrestre hasta que el objetivo apareciera de repente en su indicador de piloto y luego lo interceptaría. [149]
En octubre se fabricó un prototipo de la unidad de luz estroboscópica automática, junto con una nueva unidad de radar similar al Mk. IVA con una luz estroboscópica manual para pruebas. Luego se le pidió a EMI que proporcionara otro prototipo de placa de pruebas de la unidad de luz estroboscópica para pruebas aéreas, que se entregó el 12 de octubre. [150] Se encontraron y solucionaron una serie de problemas. Entre ellos, se descubrió que la luz estroboscópica a menudo se pegaba al reflejo del suelo y, cuando no lo hacía, no se pegaba hasta que tenía una señal fuerte a distancias más cortas, o podía pegarse al objetivo equivocado. Finalmente, se agregó un botón panacea para despegar la luz estroboscópica en estos casos. [147]
A medida que el Mk. IVA se modificaba para convertirse en el Mk. V mejorado, el Mk. VI siguió su ejemplo. Pero a principios de 1941 se decidió hacer del Mk. VI un diseño completamente nuevo, para que se adaptara más fácilmente a los aviones pequeños. EMI ya había obtenido un contrato para una docena de unidades prototipo en octubre de 1940 para su entrega en febrero, pero estos cambios continuos lo hicieron imposible. [149] Sin embargo, presentaron un contrato de producción para 1.500 unidades en diciembre. [151] Entre diciembre y marzo, comenzaron a llegar ejemplares de producción que mostraron una enorme cantidad de problemas, que los ingenieros resolvieron uno por uno. En julio, los sistemas estaban listos para su uso y comenzaron a instalarse en el nuevo Defiant Mk. II a principios de agosto, pero estos demostraron un problema en el que el sistema se bloqueaba con las transmisiones de otros aviones de IA en el área, lo que resultó en más modificaciones. No fue hasta principios de diciembre de 1941 que estos problemas se resolvieron por completo y las unidades fueron autorizadas para su uso en el escuadrón. [152]
En ese momento, los suministros del Beaufighter y del nuevo Mosquito habían mejorado drásticamente, y se tomó la decisión de eliminar todos los diseños monomotor de la fuerza de cazas nocturnos durante 1942. [152] Dos unidades Defiant cambiaron al Mk. VI, pero operaron solo durante unos cuatro meses antes de convertirse en el Mosquito. La producción para el papel de IA terminó, [153] y la electrónica se convirtió en radares de advertencia de cola Monica para la fuerza de bombarderos, [152] hasta que a mediados de 1944 se reveló a los británicos el conocimiento del detector de radar Flensburg de los alemanes , que detectó las transmisiones de Monica.
El Mk. VI tuvo una breve carrera en el extranjero. Una de las primeras unidades fue instalada experimentalmente en un Hurricane Mk. IIc, y esto llevó a una producción de un solo vuelo de tales diseños a partir de julio de 1942. Estas conversiones recibieron una prioridad tan baja que no se completaron hasta la primavera de 1943. Algunos de estos aviones fueron enviados a Calcuta , donde se hicieron con varios bombarderos japoneses. [152] Se llevó a cabo una instalación experimental en el Hawker Typhoon iA R7881 , con el sistema empaquetado en un tanque de combustible estándar debajo del ala . Este estuvo disponible en marzo de 1943 y se sometió a largas pruebas que duraron hasta 1944, pero no se logró nada de este trabajo. [154]
El Mk. IV era un complejo conjunto de sistemas, conocido colectivamente en la RAF como Airborne Radio Installation 5003 (ARI 5003). Las piezas individuales incluían el receptor R3066 o R3102, el transmisor T3065, el modulador tipo 20, la antena del transmisor tipo 19, la antena de elevación tipo 25, las antenas de acimut tipo 21 y 25, la unidad de adaptación de impedancia tipo 35, el panel de control de voltaje tipo 3 y la unidad indicadora tipo 20 o 48. [155]
Como el sistema Mk. IV funcionaba en una sola frecuencia, se prestaba naturalmente al diseño de la antena Yagi , que se había llevado al Reino Unido cuando las patentes japonesas se vendieron a la Compañía Marconi . "Yagi" Walters desarrolló un sistema para uso de IA utilizando cinco antenas Yagi. [29]
Las transmisiones se realizaban desde una única antena en forma de punta de flecha montada en el morro del avión. Esta consistía en un dipolo plegado con un director pasivo delante, ambos doblados hacia atrás unos 35 grados, que sobresalían del morro sobre una varilla de montaje. [156] Para la recepción vertical, las antenas receptoras consistían en dos unipolos de media onda montados encima y debajo del ala, con un reflector detrás de ellos. El ala actuaba como una barrera de señal, permitiendo que las antenas vieran solo la parte del cielo por encima o por debajo del ala, así como directamente al frente. Estas antenas estaban inclinadas hacia atrás en el mismo ángulo que el transmisor. Los receptores y directores horizontales estaban montados en varillas que sobresalían del borde de ataque del ala, las antenas alineadas verticalmente. El fuselaje y las góndolas del motor formaban las barreras para estas antenas. [157]
Las cuatro antenas receptoras estaban conectadas a través de cables separados a un interruptor motorizado que seleccionaba cada una de las entradas por turno, enviándolas al amplificador. Luego, la salida se conmutaba, utilizando el mismo sistema, a una de las cuatro entradas de los CRT. [158] Toda la configuración de la antena de radar dipolar para el AI Mk.IV era sencilla en comparación con el conjunto de transceptores Matratze (colchón) de 32 dipolos instalado en los morros de los primeros cazas nocturnos alemanes que utilizaron el radar AI, para su propio diseño de radar aerotransportado Lichtenstein B/C en banda UHF de 1942 a 1943.
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El sistema de visualización del Mk. IV constaba de dos tubos de rayos catódicos de 3 pulgadas (7,6 cm) de diámetro conectados a un generador de base de tiempo común normalmente configurado para cruzar la pantalla en el tiempo que llevaría recibir una señal desde 20.000 pies (6,1 km). Las pantallas estaban instaladas una al lado de la otra en la estación del operador del radar en la parte trasera del Beaufighter. El tubo de la izquierda mostraba la situación vertical (altitud) y el de la derecha mostraba la situación horizontal (acimut). [159]
Cada antena receptora se enviaba a uno de los canales de las pantallas, por turno, lo que hacía que una de las pantallas se actualizara. Por ejemplo, en un instante dado, el interruptor podía configurarse para enviar la señal al lado izquierdo de la pantalla de acimut. El generador de base de tiempo se activaba para comenzar a barrer el punto CRT hacia arriba en la pantalla después de que terminara la transmisión. Los reflejos hacían que el punto se desviara hacia la izquierda, creando un punto cuya ubicación vertical podía medirse con una escala para determinar el alcance. El interruptor se movía entonces a la siguiente posición y hacía que se volviera a dibujar el lado derecho de la pantalla, pero la señal se invertía, de modo que el punto se movía hacia la derecha. El cambio se producía lo suficientemente rápido como para que la pantalla pareciera continua. [160]
Como cada antena estaba diseñada para ser sensible principalmente en una sola dirección, la longitud de los destellos dependía de la posición del objetivo en relación con el caza. Por ejemplo, un objetivo ubicado a 35 grados por encima del caza haría que la señal en el receptor vertical superior se maximizara, lo que causaría que apareciera un destello largo en la traza superior y ninguno en la traza inferior. Aunque eran menos sensibles directamente hacia adelante, ambas antenas verticales podían ver directamente frente al caza, por lo que un objetivo ubicado justo por delante causaba dos destellos ligeramente más cortos, uno a cada lado de la línea central. [160]
Para interceptar, el operador del radar tenía que comparar la longitud de los puntos en las pantallas. Si el punto era ligeramente más largo en el lado derecho que en el izquierdo de la pantalla de acimut, por ejemplo, le indicaba al piloto que girara a la derecha en un intento de centrar el objetivo. [161] Las interceptaciones normalmente resultaban en una serie de correcciones izquierda/derecha y arriba/abajo mientras se leía el alcance (con suerte) decreciente. [160]
El borde posterior del pulso del transmisor no era perfectamente nítido y hacía que las señales del receptor sonaran durante un breve tiempo incluso si se activaban después de que el pulso estuviera aparentemente completo. Esta señal sobrante causaba un gran destello permanente conocido como la ruptura del transmisor que aparecía en el extremo de corto alcance de los tubos (izquierda e inferior). Un control conocido como Oscillator Bias permitía ajustar el momento exacto de la activación del receptor en relación con el pulso del transmisor, normalmente de modo que los restos del pulso fueran apenas visibles. [162]
Debido al patrón ancho de la antena de transmisión, parte de la señal siempre golpeaba el suelo, lo que hacía que una parte se reflejara de vuelta al avión para provocar un retorno al suelo. [163] Esto era tan potente que se recibía en todas las antenas, incluso en el receptor vertical superior, que de otro modo estaría oculto a las señales que se encontraban debajo. Como la distancia más corta, y por lo tanto la señal más fuerte, se recibía de los reflejos directamente debajo del avión, esto causaba que apareciera un fuerte destello en todas las pantallas en el rango de la altitud del caza. El suelo más adelante del avión también causaba retornos, pero estos eran cada vez más distantes (ver rango oblicuo ) y solo una parte de la señal se reflejaba de vuelta al avión mientras que una porción cada vez mayor se dispersaba hacia adelante y hacia afuera. Los retornos al suelo a distancias mayores eran, por lo tanto, más pequeños, lo que daba como resultado una serie de líneas aproximadamente triangulares en la parte superior o el lado derecho de las pantallas, [163] conocidas como el "efecto del árbol de Navidad", más allá del cual no era posible ver los objetivos. [160]
Serrate utilizó el equipo Mk. IV para recepción y visualización, reemplazando únicamente la unidad receptora. Esta podía activarse o desactivarse desde la cabina, lo que también apagaba el transmisor. En una interceptación típica, el operador del radar utilizaría el Serrate para rastrear al caza alemán, utilizando las señales direccionales de las pantallas para dirigir al piloto en un curso de intercepción. No se proporcionaba el alcance, pero el operador podía hacer una estimación aproximada observando la intensidad de la señal y la forma en que cambiaban las señales a medida que el caza maniobraba. Después de seguir a Serrate a un alcance estimado de 6.000 pies (1,8 km), se activaría el radar del caza para la aproximación final. [133]
A partir de 1940, los aviones británicos fueron equipados cada vez más con el sistema IFF Mk. II , que permitía a los operadores de radar determinar si un punto en su pantalla era un avión amigo. El IFF era un respondedor [u] que enviaba un pulso de señal de radio inmediatamente después de recibir una señal de radio de un sistema de radar. La transmisión del IFF se mezclaba con el propio pulso del radar, haciendo que el punto se alargara en el tiempo desde un pequeño pico hasta una forma rectangular extendida. [165]
La rápida introducción de nuevos tipos de radares que trabajaban en diferentes frecuencias significó que el sistema IFF tenía que responder a una lista cada vez mayor de señales, y la respuesta directa del Mk. II requería un número cada vez mayor de submodelos, cada uno de ellos adaptado a diferentes frecuencias. En 1941 estaba claro que esto iba a crecer sin límites y se necesitaba una nueva solución. [166] El resultado fue una nueva serie de unidades IFF que utilizaban la técnica de interrogación indirecta. Estas operaban en una frecuencia fija, diferente a la del radar. La señal de interrogación se enviaba desde el avión presionando un botón en el radar, lo que hacía que la señal se enviara en pulsos sincronizados con la señal principal del radar. La señal recibida se amplificaba y se mezclaba con la misma señal de video que el radar, lo que hacía que apareciera el mismo blip extendido. [167] [168]
Los sistemas de transpondedor utilizados en tierra brindan la capacidad de localizar el transpondedor, una técnica que se utilizó ampliamente con el Mk. IV, así como con muchos otros sistemas de radar AI y ASV. [169]
Los transpondedores de referencia son similares a los sistemas IFF en términos generales, pero utilizan pulsos más cortos. Cuando se recibe una señal del radar, el transpondedor responde con un pulso corto en la misma frecuencia; el pulso del radar original no se refleja, por lo que no hay necesidad de alargar la señal como en el caso del IFF. [167] El pulso se envía a la pantalla del Mk. IV y aparece como un punto nítido . Dependiendo de la ubicación del transpondedor en relación con la aeronave, el punto sería más largo a la izquierda o derecha de la pantalla de acimut, lo que permite al operador guiar la aeronave hasta el transpondedor utilizando exactamente los mismos métodos que una intercepción de aeronave convencional. [170]
Debido a la ubicación física del transpondedor, en el suelo, la antena receptora con la mejor vista del transpondedor era la que estaba montada debajo del ala. El operador del radar normalmente captaba la señal en el lado inferior de la pantalla de elevación, incluso a distancias muy largas. Dado que la señal de la baliza era bastante potente, el Mk. IV incluía un interruptor que fijaba la base de tiempo a 60 millas (97 km) para la captación a larga distancia. Una vez que se acercaban al área general, la señal sería lo suficientemente fuerte como para comenzar a aparecer en el tubo de acimut (izquierda-derecha). [170]
Otro sistema utilizado con el Mk. IV fue el Beam-Approach Beacon System , o BABS, que indicaba la línea central de la pista. [171]
El concepto general era anterior al Mk. IV y era esencialmente una versión británica del sistema de haz alemán Lorenz . Lorenz, o Standard Beam Approach como se lo conocía en el Reino Unido, utilizaba un solo transmisor ubicado en el extremo más alejado de la pista activa que se conectaba alternativamente a una de dos antenas ligeramente direccionales mediante un interruptor motorizado. Las antenas estaban orientadas de modo que enviaban sus señales a la izquierda y la derecha de la pista, pero sus señales se superponían a lo largo de la línea central. El interruptor pasaba 0,2 segundos conectado a la antena izquierda (como se ve desde el avión) y luego 1 segundo a la derecha. [172]
Para utilizar el sistema de Lorenz, se sintonizaba una radio convencional para la transmisión y el operador escuchaba la señal e intentaba determinar si oía puntos o rayas. Si oía puntos, el pulso corto de 0,2 s, sabía que estaba demasiado a la izquierda y giraba a la derecha para alcanzar la línea central. Las rayas indicaban que debía girar a la izquierda. En el centro, el receptor podía oír ambas señales, que se fusionaban para formar un tono constante, la equiseñal . [173]
En el caso de BABS, el único cambio fue cambiar las transmisiones de la emisión a una serie de pulsos cortos en lugar de una señal continua. Estos pulsos se enviaban cuando eran activados por las señales del radar AI y eran lo suficientemente potentes como para que pudieran ser captados por el receptor Mk. IV a unas pocas millas de distancia. [172] Al recibirlos, el Mk. IV recibiría los puntos o las rayas, y el operador vería una serie alterna de puntos centrados en la pantalla, que aparecían y luego desaparecían a medida que cambiaban las antenas de BABS. La duración del punto indicaba si el avión estaba a la izquierda o a la derecha, y se convertía en un punto continuo en la línea central. Esta técnica se conocía como aproximación por haz AI (AIBA). [174]
Debido a que se basa en el mismo equipo básico que el Mk. IV AI original, BABS también podría usarse con el equipo Rebecca , desarrollado originalmente para alojar transpondedores terrestres para lanzar suministros sobre la Europa ocupada. [175] La unidad Lucero posterior era esencialmente un adaptador para un receptor Rebecca, acoplándolo a cualquier pantalla existente; AI, ASV o H2S . [176]
Las especificaciones en el cuadro de información se tomaron de AP1093D 1946, Capítulo 1, párrafo 25.