IFF Mark III , también conocido como ARI.5025 en el Reino Unido o SCR.595 en EE. UU., fue el sistema estándar de identificación de amigos o enemigos (IFF) de las Fuerzas Aliadas desde 1943 hasta mucho después del final de la Segunda Guerra Mundial . Fue ampliamente utilizado por aviones, barcos y submarinos, así como en diversas adaptaciones para fines secundarios como búsqueda y rescate . También se suministraron 500 unidades a la Unión Soviética durante la guerra.
El Mark III reemplazó al anterior Mark II , que había estado en servicio desde 1940. El Mark II tenía una antena que recibía señales de los sistemas de radar , las amplificaba y las devolvía. Esto provocó que la señal en la pantalla del radar se hiciera más grande, indicando un avión amigo. A medida que la cantidad de sistemas de radar en diferentes frecuencias proliferaba durante el período de mitad de la guerra, la cantidad de modelos del Mark II tuvo que hacer lo mismo. Los aviones nunca podían estar seguros de que su IFF respondería a los radares sobre los que sobrevolaban.
Freddie Williams había sugerido utilizar una única frecuencia separada para IFF ya en 1940, pero en ese momento el problema no se había agudizado. La introducción de radares de microondas basados en el magnetrón de cavidad fue el principal impulso para adoptar esta solución, ya que el Mark II no podía adaptarse fácilmente para responder en estas frecuencias. En 1942, se seleccionó para esta función una nueva banda de frecuencias, entre 157 y 187 MHz, justo debajo de la mayoría de los radares VHF . El único inconveniente de este diseño es que el propio radar ya no proporcionaba la señal de activación para el transpondedor, por lo que se necesitaban un transmisor y un receptor separados en las estaciones de radar.
El Mark III comenzó a reemplazar al Mark II en 1942 y 1943, en un período de transición algo largo. También se utilizó como base para varios otros sistemas de transpondedor, como Walter y Rebecca/Eureka , que permitían a los aviones adecuadamente equipados localizar lugares en tierra. Estos encontraron uso para lanzar paracaidistas y suministros en Europa, localizar aviones derribados y otras funciones. Se probaron varios diseños IFF más nuevos, pero ninguno de ellos ofrecía una ventaja suficiente como para justificar un cambio. El Mark III fue reemplazado por el IFF Mark X durante un período prolongado a partir de 1952.
IFF Mark I fue el primer sistema IFF en tener uso experimental, con una pequeña cantidad de unidades instaladas en 1939. Mark I era un sistema simple que escuchaba señales en la banda de 5 metros utilizada por los radares Chain Home y respondía enviando un breve pulso en la misma frecuencia. En la estación Chain Home, esta señal se recibiría ligeramente después del reflejo de la señal de transmisión de la propia estación y era más potente. El resultado fue que la señal del avión en la pantalla del radar se hizo más grande y se estiró. Se produciría la misma señal si el radar estuviera rastreando un grupo de objetivos en formación, por lo que el transpondedor también tenía un interruptor motorizado que encendía y apagaba la señal, haciendo que la señal oscilara en la pantalla Chain Home. Mark I se utilizó sólo de forma experimental, con unos 50 conjuntos completados en total. [1]
El problema con Mark I era que funcionaba sólo en la frecuencia Chain Home de 23 MHz. En 1939 ya se estaban introduciendo varios otros radares que operaban en diferentes frecuencias, en particular el de 75 MHz utilizado por el GL Mk. I y los 43 MHz utilizados por el radar Tipo 79 de la Royal Navy . Para abordar esto, el desarrollo del IFF Mark II comenzó en octubre de 1939 y las primeras unidades estuvieron disponibles a principios de 1940. [2] Este utilizaba un sistema mecánico complejo para seleccionar entre varios sintonizadores de radio separados y barrer la banda de frecuencias de cada uno, asegurando escucharía la señal de radar de cualquiera de los sistemas en servicio en algún momento del ciclo de 10 segundos. [3] El Mark II fue el primer sistema que se implementó operativamente, [4] y se generalizó a finales de 1940.
Incluso mientras se estaba desplegando el Mark II, estaba claro que la cantidad de radares que se introducirían en breve presentaría un problema incluso para ese sistema. [5] En 1940, Freddie Williams había sugerido que los sistemas IFF deberían funcionar en su propia banda de frecuencia en lugar de tratar de escuchar todos los radares posibles que pudieran aparecer. [6] Esto también tendría la ventaja de que la radioelectrónica sería mucho más simple, eliminando el complejo interruptor mecánico y múltiples sintonizadores. En ese momento no se consideraba un problema lo suficientemente grave como para justificar un cambio; en cambio, a los Mark II se les darían diferentes sintonizadores dependiendo de los radares que se esperaba que encontraran. No pasó mucho tiempo antes de que existiera una profusión de diferentes versiones del Mark II que cubrían diferentes combinaciones de radares. [7] [8]
Después de la introducción en 1941 del magnetrón de cavidad que operaba en el rango de 3 GHz, este proceso no pudo continuar. Estas frecuencias requerían una electrónica completamente diferente para detectarlas y amplificarlas. Fue en este punto cuando se tomó en serio por primera vez la sugerencia de Williams. Durante el desarrollo del nuevo Mark III en 1941, Vivian Bowden estuvo a cargo. Convertir el Mark II a este nuevo concepto fue sencillo; simplemente quitaron todo el equipo sintonizador existente y lo reemplazaron por uno mucho más simple sintonizado en una sola banda. La banda elegida fue la de 157 a 187 MHz, que el sintonizador motorizado recorría cada dos segundos. [9]
Las cosas no fueron tan sencillas por parte de la estación de radar. Dado que la señal del radar ya no era el disparador del transceptor IFF, fue necesario añadir un nuevo transmisor, conocido en la terminología británica como interrogador . Para garantizar que las señales permanecieran en sincronía con el radar, el interrogador tenía una entrada de disparo que recibía una pequeña cantidad de señal de radar para que la estación terrestre enviara su pulso de interrogación al mismo tiempo que la señal del radar principal. El transpondedor de la aeronave recibió y retransmitió el impulso de interrogación. Esta señal fue recibida por el respondedor en la estación de radar. El segundo transmisor y receptor dio lugar rápidamente al nombre de " radar secundario ", que sigue utilizándose hasta el día de hoy. [6]
Este cambio también generó dos ventajas adicionales. Las señales de radar normalmente estaban polarizadas horizontalmente , lo que mejoraba la interacción con el suelo o la superficie del mar. Esto también significaba que, idealmente, la antena del avión también debería estar horizontal. Esto no fue fácil de arreglar, en el Supermarine Spitfire , por ejemplo, la antena se extendía a lo largo del fuselaje hacia la cola, y solo funcionaba correctamente si el avión volaba aproximadamente perpendicular al radar para que la antena fuera visible. Con el cambio a un transmisor separado, la señal podría polarizarse verticalmente. Las antenas Mark III eran un simple unipolo de un cuarto de onda que se proyectaba hacia abajo desde la parte inferior del avión, lo que proporcionaba una excelente recepción omnidireccional siempre que el avión no estuviera boca abajo. [10]
La otra ventaja era que el pulso de retorno ya no tenía que ser corto o singular. Con el Mark II, las señales del IFF se mostraban en la misma pantalla que las señales del radar, por lo que si el IFF devolvía demasiadas de estas señales o eran demasiado largas, podían ocultar las señales de otros aviones en la pantalla. Con Mark III, la señal se recibía por separado y no era necesario enviarla a la misma pantalla. Generalmente, la señal se enviaba a través de un inversor y luego se enviaba a un segundo canal en el tubo de rayos catódicos del radar . El resultado fue una visualización de radar normal en la mitad superior (o inferior) de la pantalla, y una segunda visualización similar debajo (o arriba) con las señales IFF únicamente. Esto permitió al Mark III enviar pulsos más largos ya que ya no se superponían a los reflejos de los aviones que estaban por encima del eje. Esto hizo que las señales fueran más fáciles de ver y permitió modificarlas para identificar aeronaves individuales o brindar seguridad. [11]
Otro problema que se había observado en el Mark II a medida que aumentaba el número de radares en uso era que el número de señales de interrogación recibidas comenzó a hundir la capacidad de respuesta del transpondedor. Un problema relacionado dificultó el seguimiento de objetivos distantes; en el caso de que dos aviones estuvieran siendo interrogados por un solo radar, sus respuestas no se superpondrían porque el avión más distante no se activaría hasta que la señal le llegara más tarde. Sin embargo, si el avión más cercano estaba siendo interrogado por más de un radar, sus respuestas a esos otros radares podrían ocurrir al mismo tiempo que la respuesta del otro avión al primero, enmascarándolo. Mark III solucionó ambos problemas. El primero se solucionó agregando un retraso para que el transpondedor respondiera solo después de recibir 4, 5 o 6 pulsos. [11] El segundo fue algo más complejo; A medida que aumentaba la velocidad de interrogación, el Mark III comenzó a reducir su señal de salida, de modo que las señales de aviones más distantes no quedaran enmascaradas. [12]
El nuevo diseño también incluyó una serie de mejoras detalladas, entre las que destaca una nueva fuente de alimentación para el transpondedor. Esto permitió a las tripulaciones ajustar la intensidad de la señal de retorno mientras el avión estaba en tierra (o en la cubierta de un portaaviones ) y no fue necesario realizar ajustes en vuelo. Esto mejoró enormemente la confiabilidad del sistema. [10]
Poco después de que Bowden se hiciera cargo del desarrollo del Mark III, fue convocado por el comandante en jefe del Comando de Cazas, Hugh Dowding . Dowding declaró
Bueno, el sábado pasado por la noche, un bombardero Stirling regresó de un ataque en el Ruhr. Se perdió y se supuso que era hostil. Dos Beaufighter fueron a interceptarlo. Uno de ellos lo derribó y luego el otro Beaufighter lo derribó. ¡Dos aviones y una docena de vidas perdidas! ¿Qué vas a hacer al respecto? [12]
Respondieron trabajando día y noche hasta completar el sistema, que fue "introducido rápidamente" y entró en producción en Ferranti en Manchester. [12] Se llevó a cabo una gran prueba en Pembrokeshire con transpondedores instalados en todo tipo de aviones. Esta exitosa demostración fue una de las razones por las que la Fuerza Aérea del Ejército de EE. UU. seleccionó el Mark III para su propio avión, en lugar de sus propios diseños, que eran algo más sofisticados. Esto llevó a un esfuerzo de producción masivo en los EE. UU., donde enviaron a Bowden para ayudar a empezar. En un momento, Hazeltine Corporation estaba construyendo más unidades IFF que todos los demás radares en los EE. UU. combinados. [12]
IFF sólo funciona si el avión consultado lo lleva; esto hace que el cambio de un FFI a otro sea un asunto difícil, ya que debe llevarse a cabo todo o nada en cualquier área de operaciones determinada. Esto fue casi imposible de arreglar y generó una gran confusión. Por ejemplo, durante el período de la Operación Avalancha en septiembre de 1943, el crucero antiaéreo HMS Delhi informó que durante un período de un mes interrogaron al Mark I, Mark II, Mark IIG, Mark IIN y Mark III, así como a muchos aviones amigos. que no mostraba ningún IFF en absoluto. [8] Mark III todavía se consideraba un éxito calificado durante esta época. [13]
Una de las pocas modificaciones del Mark III básico fue el Mark IIIG, también conocido como ARI.5131 en el Reino Unido o SCR-695 en EE. UU. [14] Esto combinó el transpondedor Mark III normal con un segundo sintonizado a la frecuencia de los radares de control terrestre más nuevos, en particular el AMES Tipo 7 a 209 MHz. Se utilizó un interruptor motorizado para encender la segunda frecuencia durante 1 ⁄ 5 de segundo, una vez por segundo. Esto produjo una señal similar a la del Mark I original, pero debido a que el Tipo 7 usaba una pantalla indicadora de posición del plan , el resultado fue una serie de pequeñas señales a cada lado del retorno del objetivo. Esta era conocida como la "corona de espinas". [12] No parece haberse implementado una versión adicional, Mark IIIQ o ARI.5640. [15]
James Rennie Whitehead utilizó la electrónica Mark III para producir balizas que respondían en la frecuencia de 176 MHz del ASV Mk. II radar . Estos se colocaron en bases navales y aeródromos de Fleet Air Arm , lo que permitió a los aviones utilizar sus radares antibuque como sistemas de navegación de largo alcance. [12] Como solo respondían a una sola frecuencia, se parecían más al Mark I original en un sentido técnico, pero usaban los componentes internos del Mark III para obtener todas las ventajas de la electrónica más nueva y la capacidad de producción. Cuando se introdujo el sistema de balizas de aproximación ciega (BABS) en 173,5 MHz, las balizas ASV tuvieron que pasar a 177 MHz. [16] Los cazas nocturnos adoptaron rápidamente un sistema similar para los aeródromos de la RAF , que operaban en los 212 MHz del AI Mark IV que llevaban. [17]
Para utilizar el sistema, el avión primero volaría en la dirección aproximada del aeródromo para que sus señales de radar llegaran al transpondedor. Luego, el transpondedor respondería a los pulsos del radar del caza, proporcionando una potente señal que podría recibirse a distancias de hasta 100 millas (160 km). La señal fue recibida por dos antenas que apuntaban ligeramente hacia la izquierda o hacia la derecha de la dirección de viaje, y al comparar la longitud de las señales resultantes en la pantalla del radar , el operador podía decirle al piloto en qué dirección girar para apuntar el morro directamente hacia él. [18]
En junio de 1941, Robert Hanbury Brown utilizó una versión alimentada por baterías del mismo equipo en una demostración para el Comando de Cooperación del Ejército de la RAF . Les dijo que escondieran el transpondedor en cualquier lugar dentro de un radio de 15 millas (24 kilómetros) de su cuartel general en Bracknell . No solo su RAF Bristol Blenheim lo encontró fácilmente, sino que también atrajo la atención de un caza nocturno que estaba volando en el área y vio un extraño regreso en su exhibición. Cuando los observadores del Mando de Cooperación se quejaron de que se trataba de una trampa, su Blenheim repitió el truco por segunda vez después de mover el transpondedor. [19]
Un mayor desarrollo de este concepto básico condujo al sistema de radar transpondedor Rebecca/Eureka . El único cambio importante en el concepto de baliza original fue responder en una segunda frecuencia, para evitar el ruido creado por la señal del radar original que se refleja en el suelo. Esto requirió un cambio similar en el radar para recibir esta segunda frecuencia. Los transpondedores, conocidos como Eureka, se lanzaron a grupos de resistencia en la Europa ocupada, lo que les permitió guiar con precisión los aviones equipados con Rebecca que arrojaban suministros y agentes. [20] Dado que el sistema no transmitió ninguna señal hasta que el avión encendió su radar, y luego solo durante unos minutos durante el lanzamiento, estaban muy seguros ya que los operadores de radio alemanes no tenían mucho tiempo para usar un radiogoniómetro en las señales. [12]
Un sistema similar se introdujo en 1943 como "Walter". Esta era una versión pequeña del sistema de baliza que se llevaba a bordo de las balsas salvavidas de los aviones y se activaba si eran forzados a descender al agua. Esto permitió a los aviones de búsqueda y rescate localizar el avión derribado desde una distancia muy larga. [21] En la práctica, estos resultaron útiles pero variables; El sistema tenía que ser pequeño y liviano, lo que hacía que su rendimiento no fuera el ideal. [22]
Casi al mismo tiempo, las radiobalizas terrestres se instalaron en aviones del Coastal Command que operaban en la zona del Mediterráneo . Estas instalaciones eran conocidas como "Gallo". Las patrullas aéreas no atacarían objetivos directamente, sino que girarían sobre su Gallo y seguirían al objetivo. Esto hizo que apareciera una señal en todas las pantallas de radar ASV Mark II de los otros aviones que luego usarían para encontrar el área indicada. Estos IIF Mark IIIG(R) (para Rooster) permitieron que el avión convergiera en masa . [22]
Aunque tuvo mucho éxito, el Mark III tuvo sus propios problemas. El principal de ellos era que respondería a cualquier señal en una amplia variedad de frecuencias alrededor de 180 MHz. Un enemigo que supiera esto podría enviar señales aleatorias en esta banda y recibir señales sobre la posición de cualquier avión que lleve un transpondedor Mark III. Un problema menos importante fue que a medida que la electrónica mejoró, fue posible pasar a frecuencias más altas en la región UHF , lo que permitió antenas más pequeñas y, por lo tanto, menos resistencia al avión. [23]
El Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. (NRL) ya había estado trabajando en dispositivos similares al IFF antes de presentar el Mark II. Su sistema utilizó frecuencias separadas de 470 MHz desde la estación terrestre y 493,5 MHz para la respuesta de la aeronave. Esta separación de frecuencias significó que se tuvieron que usar transmisores y receptores separados, lo que hizo que los conjuntos fueran más complejos, pero tenía la ventaja significativa de que una respuesta de un avión no podía activar unidades IFF en aviones cercanos. [24] [25]
Cuando el Mark II y el Mark III entraron en servicio, el diseño del NRL recibió el nombre de Mark IV. [26] La frecuencia seleccionada resultó ser cercana a las frecuencias utilizadas por el radar alemán de Würzburg . Existía la preocupación de que un Würzburg pudiera activar el Mark IV y provocar una respuesta en su pantalla, revelando inmediatamente la presencia del sistema y sus frecuencias de trabajo. Por esta razón, el Mark IV se mantuvo en reserva en caso de que el Mark III se viera comprometido. Esto ocurrió muy tarde en la guerra, pero demasiado tarde para ser motivo de preocupación. Algunos Mk. Las vías intravenosas se utilizaron en el Teatro del Pacífico durante la Segunda Guerra Mundial, pero nunca se utilizaron en Europa. [23]
Bowden permaneció en los EE. UU. y se unió al grupo NRL en 1942 para comenzar el desarrollo del Mark V mejorado, más tarde conocido como United Nations Beacon o UNB. Esto pasó a frecuencias aún más altas entre 950 y 1150 MHz, dividiendo esta banda en doce "canales" discretos. Esto permitió a los operadores de tierra ordenar a la aeronave que cambiara su transpondedor a un canal específico para estar seguros de que estaban recibiendo las señales de su interrogador y no de una emisora enemiga. El sistema también incluía muchas más variaciones en la señal de retorno, lo que permitía a los operadores terrestres establecer un código de día y luego ignorar las señales que no respondían con el código adecuado. [27]
En ese momento, el Contralor de Investigación y Desarrollo de la Armada era el Almirante Ernest King , quien dio la máxima prioridad nacional posible al desarrollo de la UNB. Para albergar al equipo de desarrollo, un enorme equipo de trabajo que trabajó las 24 horas construyó un nuevo edificio de 60.000 pies cuadrados (5.600 m 2 ). En contraste con el desarrollo del Mark III, que tenía un equipo de unas pocas docenas, el equipo de la UNB era diez veces mayor. Los primeros sistemas estuvieron disponibles en agosto de 1944, pero el final de la guerra en 1945 puso fin a grandes esfuerzos. Las pruebas continuaron y se completaron en 1948. [27] [23]
El Mark III fue finalmente reemplazado a principios de la década de 1950 por el IFF Mark X. Esto pasó a frecuencias aún más altas, 1030 MHz para interrogatorios y 1090 MHz para respuestas. El uso de frecuencias separadas ayudó a reducir la diafonía entre los componentes electrónicos. Las versiones posteriores incluyeron la "Función de identificación selectiva" (o "Instalación"), o SIF para abreviar. Esto introdujo la capacidad de responder solo a un cierto patrón de pulsos del interrogador y responder con un conjunto de pulsos personalizado similar. Esto hacía que fuera muy difícil para un enemigo activar el IFF sin conocer el código adecuado. [24]
El hecho de que la Unión Soviética hubiera recibido 500 unidades Mark III era una seria preocupación para los planificadores de la Marina estadounidense. Se suponía que los soviéticos usarían estas unidades durante la Guerra de Corea , y esto causó la preocupación de que un portaaviones pudiera verse atacado por un grupo de aviones que mostraran respuestas IFF adecuadas. En mayo de 1951, la Fuerza Aérea del Lejano Oriente de EE. UU. ordenó a sus unidades que no asumieran que un avión con el Mark III fuera amigo. [28]
En ese momento, Estados Unidos ya había comenzado a cambiar al Mark X, aunque esto causó tanta confusión como el cambio al Mark III. Los barcos británicos y de la Commonwealth aún no habían iniciado esta conversión. El resultado fue un incidente de fuego amigo el 23 de junio de 1950 cuando el HMS Hart abrió fuego contra dos Mustang P-51 cuando se arrojaron bombas cerca. En julio de 1951, Scott-Moncrieff afirmó que "la identificación ha sido una de las características más insatisfactorias de esta guerra" y en agosto se tomó la decisión de tratar a todos los aviones como amigos para evitar incidentes con fuego amigo. [29]