El radar Air to Surface Vessel, Mark II , o ASV Mk. II para abreviar, fue un radar de búsqueda de superficie marina aerotransportado desarrollado por el Ministerio del Aire del Reino Unido inmediatamente antes del inicio de la Segunda Guerra Mundial . Fue el primer radar montado en una aeronave de cualquier tipo que se utilizó operativamente. Fue ampliamente utilizado por aeronaves del Comando Costero de la RAF , el Brazo Aéreo de la Flota y grupos similares en los Estados Unidos y Canadá. También se desarrolló una versión para barcos pequeños, el Tipo 286 de la Marina Real .
El sistema fue desarrollado entre finales de 1937 y principios de 1939, tras la detección accidental de barcos en el Canal de la Mancha por un radar aire-aire experimental . El ASV Mk. I original entró en servicio a principios de 1940 y fue rápidamente reemplazado por el Mk. II, muy mejorado. Un solo Mk. II fue enviado a los EE. UU. durante la Misión Tizard en diciembre de 1940, donde demostró su capacidad para detectar grandes barcos a una distancia de 60 millas (97 km). La producción fue asumida inmediatamente por Philco en los EE. UU. y Research Enterprises Limited en Canadá, con más de 17.000 producidos para su uso solo en los EE. UU.
Fue el Fairey Swordfish , equipado con Mk. II , el que localizó al acorazado alemán Bismarck en un cielo muy nublado, lo torpedeó y provocó su destrucción al día siguiente. El Mk. II solo fue parcialmente efectivo contra los submarinos mucho más pequeños , especialmente porque la señal se desvanecía a medida que el avión se acercaba al objetivo y perdían el contacto por la noche. Para cerrar la brecha, se introdujo la luz Leigh , que permitía detectar visualmente al submarino después de que saliera de la pantalla del radar. Con la introducción de la luz Leigh, las intercepciones nocturnas de submarinos se volvieron comunes y convirtieron los puertos alemanes en el Golfo de Vizcaya en trampas mortales.
Desde 1941 se estaba desarrollando un radar ASV de frecuencia de microondas , ASVS, pero los magnetrones de cavidad necesarios eran limitados y se dio prioridad al H2S . La captura de un Vickers Wellington equipado con Mk. II por parte de los alemanes condujo a la introducción del detector de radar Metox sintonizado con sus frecuencias. Esto fue seguido pronto por los pilotos británicos que informaban de submarinos en picado cuando el avión comenzó a acercarse. Un nuevo diseño basado en H2S, ASV Mk. III , se puso en servicio rápidamente, reemplazando al Mk. II a principios de 1943. El Mk. II se mantuvo en uso durante toda la guerra en otros teatros.
Al principio, durante el desarrollo del primer sistema de radar británico, Chain Home (CH), Henry Tizard se preocupó de que el sistema CH fuera tan efectivo que la fuerza aérea alemana ( Luftwaffe ) se vería obligada a recurrir al bombardeo nocturno . Tizard era consciente de que se podría esperar que un piloto de combate viera un bombardero a unas 1.000 yardas (910 m) como máximo, mientras que la precisión del sistema CH era quizás de 5 millas (8,0 km). [1] Escribió un memorando sobre el tema el 27 de abril de 1936 y lo envió a Hugh Dowding , que en ese momento era el miembro del aire para Investigación y Desarrollo , y copió a Robert Watt en el centro de investigación CH en Bawdsey Manor en Suffolk. [2]
Watt se reunió con sus investigadores en el pub local Crown and Castle y acordaron que la mejor solución era introducir un pequeño radar que pudiera montarse en un caza nocturno . Si el radar aerotransportado tenía un alcance de unas cinco millas, CH podría encargarse de llevar al caza a la zona general, y luego el propio radar del caza podría tomar el control y guiarlo hasta que el enemigo pudiera ser visto visualmente. "Taffy" Bowen pidió hacerse cargo del proyecto y formó un pequeño equipo para estudiar el problema en agosto de 1936. Le dieron al concepto el nombre de RDF2, ya que Chain Home se conocía en ese momento como RDF1. Esto más tarde se conocería como " Airborne Interception Radar ", o AI para abreviar. [3]
El principal problema al que se enfrentó el Grupo Aerotransportado fue el de la longitud de onda . Por diversas razones, una antena con una ganancia razonable tiene que tener el mismo orden de longitud que la longitud de onda de la señal, siendo el dipolo de media onda una solución común. CH trabajaba en longitudes de onda del orden de 10 metros, lo que exigía antenas de unos 5 metros (16 pies) de largo, demasiado grandes para ser transportadas prácticamente en un avión. Hasta 1936, la principal preocupación del equipo fue el desarrollo de sistemas de radio que funcionaran en longitudes de onda mucho más cortas, y finalmente se decidió por un equipo que funcionaba a 6,7 m, basado en un receptor de televisión experimental construido en EMI . [4]
A principios de 1937, el grupo aerotransportado recibió una serie de tubos de vacío Western Electric Type 316A para pomo de puerta. Estos eran adecuados para construir unidades transmisoras de aproximadamente 20 W de potencia continua para longitudes de onda de 1 a 10 m. Percy Hibberd construyó un nuevo amplificador push-pull utilizando dos de estos tubos que funcionaban a una longitud de onda de 1,25 m; por debajo de 1,25 m, la sensibilidad caía bruscamente. [5] Gerald Touch convirtió el receptor EMI a la misma frecuencia utilizándolo como la parte de frecuencia intermedia de un circuito superheterodino . Los nuevos conjuntos se instalaron en un Handley Page Heyford en marzo de 1937. [6]
En su primer vuelo, el aparato demostró tener un alcance muy limitado contra los aviones. Sin embargo, mientras volaban, los operadores vieron aparecer en la pantalla señales extrañas. Finalmente se dieron cuenta de que provenían de los muelles y grúas de los muelles de Harwich, a kilómetros al sur de Bawdsey. También aparecieron barcos, pero el equipo no pudo probarlos muy bien porque el Heyford tenía prohibido volar sobre el agua. [7]
Con este descubrimiento accidental de la detección de barcos, el equipo recibió dos aviones de patrulla marítima Avro Anson , K6260 y K8758 , junto con cinco pilotos estacionados en la cercana RAF Martlesham Heath para probar esta función. Las primeras pruebas demostraron un problema con el ruido del sistema de encendido que interfería con el receptor, pero esto fue resuelto pronto por los instaladores del Royal Aircraft Establishment (RAE). [8]
En su primera prueba real, el 17 de agosto, el Anson K6260 con Touch y Keith Wood a bordo detectó inmediatamente barcos en el Canal de la Mancha a una distancia de entre 3,2 y 4,8 km (2 y 3 millas). Esto fue particularmente impresionante dada la muy baja potencia del transmisor, alrededor de 100 W por pulso. [9]
En ese momento, Watt se había trasladado a la sede del Ministerio del Aire en Londres. Se enteró de la exitosa prueba y llamó al equipo para preguntar si estarían disponibles para una demostración a principios de septiembre. Había planes en marcha para realizar ejercicios militares en el Canal, incluida una flota combinada de barcos de la Marina Real y aviones del Mando Costero de la RAF , y Watt quería colarse en la fiesta. En la tarde del 3 de septiembre de 1937, el K6260 detectó con éxito el acorazado HMS Rodney , el portaaviones HMS Courageous y el crucero ligero HMS Southampton , recibiendo respuestas muy fuertes. [10]
Al día siguiente despegaron al amanecer y, en un día casi totalmente nublado, detectaron 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, el Anson finalmente se hizo visible a través de las nubes, y el equipo pudo ver al avión de lanzamiento del Courageous en un esfuerzo inútil por interceptarlos. [7] El clima era tan malo que los operadores tuvieron que usar el radar como sistema de navegación para encontrar el camino a casa, utilizando el reflejo de los acantilados costeros. [10]
La promesa del sistema no pasó desapercibida para los observadores; Albert Percival Rowe del Comité Tizard comentó que "si lo hubieran sabido, esto habría sido el comienzo del Servicio Submarino Alemán". [10]
Durante el año siguiente, el equipo de Bowen se dedicó a trabajar mucho más en el ASV que en la IA. Gran parte de este trabajo implicó el desarrollo de nuevos sistemas de antena, más avanzados que el sistema del Anson, en el que se sostenía un dipolo fuera de la escotilla de escape y se giraba a mano para buscar señales. Entre los experimentos se encontraba un dipolo giratorio motorizado que escaneaba toda la zona alrededor de la aeronave y mostraba los ángulos en el eje X y el alcance en el eje Y. Este parece ser el primer ejemplo de lo que hoy se conoce como un B-scope . [11]
El desarrollo de ASV resultó fácil por diversas razones. Una de ellas era que el avión anfitrión tendía a ser muy grande, por lo que el tamaño y el peso del equipo no eran tan críticos como en los cazas nocturnos mucho más pequeños. También era más fácil moverse en estos aviones mientras se instalaba el equipo. Otra razón era que estos aviones tendían a volar a velocidades más lentas, lo que significaba que se podían utilizar antenas más grandes para una mejor recepción sin afectar gravemente al rendimiento de la aeronave. Las primeras unidades utilizaban dipolos estándar de cuarto de onda montados en el área del morro, pero luego se ampliaron a tres cuartos de onda en las unidades de producción. [12]
Pero la razón principal por la que el ASV fue más fácil de desarrollar que el AI fue el comportamiento de las ondas de radio de muy alta frecuencia (VHF) al interactuar con el agua. En el caso del AI, cuando la señal del radar tocaba el suelo tendía a dispersarse en todas direcciones, enviando una parte de la señal de vuelta hacia el avión. Aunque solo se devolvía una pequeña porción de la señal original, el suelo era esencialmente infinito en tamaño, por lo que este retorno terrestre era mucho más potente que el reflejo de un objetivo. Un avión que volaba a la altitud típica de los bombarderos alemanes de 15.000 pies (4,6 km) solo podía ver aviones dentro de los 15.000 pies, cualquier cosa más allá de eso quedaba oculta en el retorno terrestre. Este era un alcance mucho más corto que las 5 millas necesarias para cerrar la brecha con Chain Home. [1]
En comparación, cuando la misma señal impactaba en el agua, tendía a reflejarse en lugar de dispersarse, enviando la mayor parte de la señal hacia adelante y lejos de la aeronave. La única vez que se podía ver la señal era cuando la aeronave se acercaba al agua muy de cerca, cuando una parte de ella impactaba en el agua justo delante de la aeronave y se dispersaba por las olas y causaba un retorno a tierra. Incluso entonces, la señal era relativamente pequeña en comparación con el enorme retorno a tierra visto en el caso de la IA, y solo causaba problemas a una distancia de aproximadamente 0,5 millas (0,80 km) de la aeronave, aunque esto podía aumentar hasta 4,5 millas (7,2 km) en estados de alta mar. Esto resultaría ser una limitación importante en la práctica, pero que finalmente se resolvió de manera indirecta. [13]
Por último, la forma de los objetivos vistos desde el radar era ideal para la detección. El costado del barco, que se elevaba verticalmente desde la superficie del agua, creaba un reflector de esquina parcial . Las señales de radio que golpeaban directamente al objetivo se devolvían al receptor, pero también cualquier señal que se reflejara hacia adelante desde el agua cerca del barco, ya que esta señal también golpearía al barco y se reflejaría de vuelta al receptor. Mientras que los aviones eran difíciles de detectar más allá de unas 4 millas (6,4 km), los barcos podían detectarse fácilmente a distancias del orden de 10 millas (16 km). Cualquier superficie vertical funcionaba de esta manera, incluidos los acantilados costeros, que podían detectarse a muy larga distancia y resultaron ser extremadamente útiles para la navegación. [14]
La IA y la ASV se desarrollaron en paralelo durante algún tiempo. En mayo de 1938, el equipo recibió los tubos Western Electric 4304 que reemplazaron los pomos de las puertas de 316As en el transmisor y mejoraron la potencia de transmisión a 2000 W. En las pruebas, esto demostró aumentar el alcance de detección en los barcos a 12 a 15 millas (19-24 km), aunque en el rol de IA el alcance mejoró poco. [15]
Aunque el problema del transmisor se consideró resuelto con los nuevos tubos, el equipo tuvo problemas importantes con los receptores. A un empleado de Metrovick se le había pedido que comenzara a construir los receptores y le pidió un modelo, pero el equipo solo tenía un receptor en condiciones de volar y tuvo que darles un viejo modelo de banco ensamblado a mano con las instrucciones de que no debía usarse para un diseño de producción. Efectivamente, Metrovick devolvió un diseño basado en este modelo, que resultó inútil. El equipo también se puso en contacto con Cossor y le proporcionó detalles completos del diseño requerido, pero cuando devolvieron su primer intento seis meses después, era completamente inutilizable. Cuando pidieron mejoras, Cossor nunca respondió, demasiado ocupado con otros trabajos. [16]
Mientras esperaban la llegada de los receptores Metrovick y Cossor, Bowen tuvo un encuentro casual con su antiguo profesor en el King's College, el premio Nobel Edward Appleton . A principios de 1939, Appleton le mencionó a Bowen que Pye Electronics también se había interesado por el servicio de televisión experimental de 45 MHz de la BBC y que había construido receptores que todavía podrían tener a mano. Bowen visitó la empresa en abril o mayo y descubrió que tenían "decenas y decenas" de receptores listos para producción. Cuando los probaron, descubrieron que eran muy superiores a los modelos EMI. [17]
Gran parte de la mejora en el receptor Pye se debió al uso de un nuevo tipo de tubo desarrollado por Philips , el EF50 "Miniwatt", que había sido diseñado específicamente para un uso eficiente de VHF. [17] Los tubos estaban etiquetados como Mullard, la subsidiaria británica de Philips. Cuando investigaron, Mullard le dijo al Ministerio del Aire que los tubos en realidad se construyeron en la fábrica de Philips en Eindhoven , y que los intentos de iniciar la producción en el Reino Unido habían fracasado debido a problemas en la fabricación de las bases. Las bases usaban un nuevo diseño que era clave para la forma en que operaban los tubos. [17]
Esto dio lugar a un esfuerzo apresurado para iniciar la producción en las fábricas de Mullard. El destructor HMS Windsor fue enviado a los Países Bajos para recoger a la junta directiva de Philips, mientras que dos buques de carga fueron enviados para recoger 25.000 EF50 y 25.000 bases más en las que Mullard podría construir tubos adicionales mientras se establecía una nueva línea de producción. Los barcos partieron mientras el ataque alemán a los Países Bajos estaba en curso y los muelles estaban bajo constante amenaza de ataque aéreo. [17]
A finales de julio de 1939, el equipo finalmente tenía todo listo y se envió un pedido de veinticuatro unidades. [18] Metrovick construiría los transmisores, Pye ya estaba aumentando la producción de lo que se conocería como el receptor de banda Pye , y Pye también había comenzado la producción experimental de un tubo de rayos catódicos (CRT) que resultó adecuado para el uso de radar. [19]
A principios de agosto, el equipo fue informado de que el Ministerio del Aire había ordenado 30 unidades de IA y esperaba que Bowen las tuviera instaladas en los aviones Bristol Blenheim en un plazo de 30 días. [19] Cuando las unidades comenzaron a llegar, descubrieron que el transmisor Metrovick también era el modelo de banco de pruebas, y cuando protestaron, Metrovick señaló que Watt había visitado personalmente la fábrica y les dijo que lo pusieran en producción porque se sabía que funcionaba. [20]
Para complicar aún más las cosas, cuando comenzó la guerra el 1 de septiembre, la mayoría del equipo de AMES fue enviado apresuradamente a un lugar preestablecido en la Universidad de Dundee, en Escocia, solo para descubrir que no se había preparado nada. El rector solo tenía vagos recuerdos de una conversación sobre el tema con Watt, y para entonces los estudiantes habían regresado para el semestre de otoño y había poco espacio disponible. [21]
El equipo de inteligencia artificial de Bowen fue enviado a un pequeño aeródromo en las afueras de Perth (a cierta distancia de Dundee) que no era en absoluto adecuado para la instalación. Sin embargo, comenzaron a llegar equipos de radar y aviones, junto con nuevas demandas de la Fleet Air Arm para equipar algunos de sus aviones con ASV en los aviones Swordfish y Walrus. [22]
En una reunión celebrada en Londres el 30 de noviembre de 1939, se discutieron las prioridades relativas para Chain Home, Chain Home Low, AI y ASV. Bowen finalizó los planes para construir las radios ASV en EKCO utilizando los nuevos tubos VT90 (más tarde conocidos como CV62) en el transmisor, mientras que el AI Mk. II utilizaría los antiguos DET12 y TY120. Esto significaba que el ASV sería algo más avanzado que el AI. [18]
Otro encuentro casual después de la reunión llevó a Bowen a probar un nuevo material, el polietileno , de Imperial Chemical Industries (ICI), que producía un excelente cable coaxial y resolvió de forma impecable los problemas eléctricos que habían estado teniendo. Pronto se utilizó en toda la industria. [23]
El primer ASV que utilizó piezas de producción fue instalado a mano en un Walrus y enviado a Gosport para pruebas. Esta versión funcionaba a una longitud de onda nominal de 1,5 m, a 214 MHz. [18] Volando a solo 20 pies (6,1 m) sobre el agua, el radar detectó fácilmente los barcos en todo el Solent. Louis Mountbatten estaba observando esta actuación e inmediatamente ordenó que se instalara uno en su destructor, el HMS Kelly . La Armada pronto retomó el desarrollo como el Tipo 286, y 200 de estas unidades eventualmente se instalarían en destructores y torpederos. [24]
Mientras tanto, Bernard Lovell había llegado a Perth y, a través de contactos en el Ministerio del Aire, logró convencerlos de que el sitio no era adecuado para su trabajo. Se eligió una nueva ubicación en la RAF St. Athan en Gales y el equipo se trasladó a un hangar en el aeródromo en noviembre de 1939. Las condiciones resultaron ser un poco mejores que las de Perth y el equipo se vio obligado a trabajar en temperaturas gélidas, ya que las puertas del hangar tuvieron que dejarse abiertas. Sin embargo, a fines de diciembre habían logrado instalar 17 radares AI en Blenheims y 3 ASV en los recién llegados Lockheed Hudson del Comando Costero . En enero, esto mejoró a 18 AI y 12 ASV, números que continuaron aumentando a lo largo del año. [25]
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A principios de 1940, los Hudson llegaban a un ritmo de dos o tres por semana, y las tripulaciones podían instalar rápidamente los equipos debido al fácil entorno de trabajo en el gran fuselaje. En ese momento, el equipo era lo suficientemente grande como para poder enviar un pequeño grupo a Pembroke Dock , donde el Escuadrón No. 10 de la RAAF estaba operando el Short Sunderland . [26] El grupo pudo instalar rápidamente el ASV Mk. I en estos aviones, seguido por el Consolidated Catalina que también acababa de comenzar a llegar. Mientras tanto, Robert Hanbury Brown y Keith Wood comenzaron a capacitar a las tripulaciones sobre cómo utilizar mejor los sistemas. [25]
Los vuelos de prueba comenzaron a fines de 1939 y se utilizaron operativamente en los primeros meses de 1940. Pasaría algún tiempo antes de que los equipos AI Mark IV relacionados se volvieran operativos en julio de 1940, convirtiendo al ASV en el primer sistema de radar aerotransportado operativo del mundo. [a] Al principio, las tripulaciones encontraron el sistema relativamente inútil para los ataques, ya que no podían detectar de manera confiable los submarinos, los únicos barcos alemanes en el área. Las pruebas habían demostrado que el alcance máximo de detección en un submarino en la superficie era de aproximadamente 5,5 millas (8,9 km), por lo que en un estado de alta mar con el alcance mínimo de 4,5 millas, esto dejaba poco espacio para la detección. [27] Pero encontraron que los equipos eran útiles para mantener la posición sobre los convoyes, así como para navegar mirando los retornos de los acantilados marinos. [25]
Pero el dispositivo se volvió extremadamente útil después de que el líder del escuadrón Sidney Lugg instalara un transpondedor IFF Mark II en la base, sintonizado para operar en las frecuencias ASV. El sistema IFF transmitía un pulso corto de señal de radio cada vez que escuchaba el pulso de uno de los radares ASV, y su señal era tan potente que las tripulaciones podían captarla a 50 a 60 millas (80-97 km) de la base, lo que hizo que el vuelo de regreso a RAF Leuchars fuera mucho menos accidentado. Las tripulaciones comenzaron a bautizar la baliza como "Madre". [26]
En febrero de 1940 se recopiló una colección de los primeros informes de combate para entender mejor cómo mejorar el sistema. Para entonces, el Mk. I ya se había instalado en los aviones Blackburn Botha y Bristol Beaufort . Los informes indicaban que el sistema era útil para detectar barcos de noche o con mal tiempo, pero sufría el hecho de que los barcos enemigos normalmente se mantenían pegados a la costa, donde los retornos desde tierra a menudo inundaban los retornos del barco. También era útil para guiar un ataque cuando la capa de nubes estaba por debajo de los 1.500 pies (460 m), ya que podían presionar un ataque sin ser vistos. [28]
En enero de 1940, Gerald Touch comenzó a diseñar un nuevo conjunto de armas mientras trabajaba en la RAE, basándose en las experiencias de las unidades Mk. I en el campo. Hanbury Brown se unió a él en febrero de 1940. [29]
El nuevo diseño del ASV Mk. II era básicamente un Mk. I racionalizado y depurado, que difería poco en términos de electrónica, pero considerablemente en términos de diseño, cableado y construcción. Entre los cambios estaba la separación de la electrónica del receptor de la pantalla, de modo que cualquiera de los dos podía solucionarse cambiándolos por separado y utilizando una selección de conectores eléctricos estándar en todos los cables. [28]
Como resultado, el Mk. II era mucho más confiable que el Mk. I; no ofrecía un mayor rendimiento, pero lo mantenía a pesar del servicio duro y era mucho más fácil de reparar en el campo. [29] El único otro cambio importante fue mover la frecuencia operativa de 214 MHz a 176 MHz porque se descubrió que los Mk. I estaban interfiriendo con las radiobalizas navales . [28]
Se hizo un pedido de 4.000 unidades a EKCO y Pye. Por razones desconocidas, las negociaciones del contrato requirieron un tiempo considerable para finalizar, y durante todo el proceso de producción luchó por la precedencia con las unidades AI y Chain Home Low , que también hicieron uso de la tira de Pye. Las primeras unidades Mk. II comenzaron a llegar en el verano de 1940, y para octubre de 1940, se habían entregado 140 transmisores, 45 receptores y 80 pantallas. Para fines de marzo de 1941, esa cantidad había aumentado a 2.000 transmisores y 1.000 receptores. [30]
El Mk. II obtuvo su primer éxito el 30 de noviembre de 1940, cuando un Whitley Mk. VI dañó al U-71 en el golfo de Vizcaya . [31] [b] El 26 de mayo de 1941, un Fairey Swordfish equipado con Mk. II detectó al Bismarck cuando intentaba regresar a Francia para reparaciones. [32] Esta detección provocó el hundimiento del Bismarck al día siguiente. [33] A mediados de 1941, el radar ASV había aumentado los ataques diurnos a los submarinos en un 20% y posibilitó los ataques nocturnos por primera vez. El primer ataque nocturno exitoso a un submarino fue llevado a cabo por un Swordfish el 21 de diciembre de 1941. [34]
El ASV no había sido diseñado para detectar submarinos, pero las pruebas realizadas a finales de 1939 por los Hudson del Escuadrón No. 220 de la RAF contra el HMS L27 demostraron que era posible detectar submarinos en la superficie a una distancia limitada y en condiciones de mar bajo. [35]
Los experimentos demostraron que el principal problema que causaba el corto alcance era la baja ganancia de las antenas. Dadas las bajas velocidades de la aeronave, por lo que la resistencia no era un problema significativo en comparación con el papel de la IA, el equipo pudo utilizar antenas Yagi con una ganancia mucho mayor. Las instalaciones típicas tenían el transmisor en la parte delantera del morro y dos receptores debajo de las alas, apuntando hacia afuera en su punto de media potencia , normalmente 22,5 grados. Las nuevas antenas, denominadas ASV de largo alcance, o LRASV para abreviar, estuvieron disponibles para su instalación en 1940. [35]
Poco después de mudarse a St. Athan en 1939, Hanbury Brown recibió una solicitud para instalar un ASV en el bombardero Armstrong Whitworth Whitley , que ya no era competitivo y estaba siendo destinado a otros usos. Brown aprovechó la oportunidad para desarrollar una nueva antena, un tipo de matriz Sterba , que se extendía a lo largo de ambos lados del fuselaje trasero plano, disparando hacia los lados en lugar de hacia adelante. Esta "matriz lateral" permitió que el avión buscara áreas amplias del océano a ambos lados del avión al mismo tiempo, una gran mejora con respecto al diseño que solo apuntaba hacia adelante. [35]
El sistema de antenas laterales ofrecía una ganancia 2,5 veces superior a la del sistema original, lo que le permitía detectar barcos de tamaño moderado a 64 km y submarinos en superficie a entre 16 y 24 km, lo que suponía un enorme avance con respecto a las antenas de tipo Mk. I. La aeronave podía explorar los accesos a un convoy volando 16 km a un lado del mismo, barriendo un camino de 32 km de ancho. Los submarinos no eran lo suficientemente rápidos para cruzar esa distancia antes de que la aeronave regresara para otro barrido. Se habló de dotarla de una pantalla especial para facilitar su interpretación, pero entró en servicio utilizando en su lugar la pantalla ASV original. [36]
A principios de 1940, se produjo un largo debate en el Ministerio del Aire y en el gobierno en general sobre si se debía informar o no a los Estados Unidos de los numerosos avances tecnológicos que se estaban produciendo en el Reino Unido. El Reino Unido sufría una falta de mano de obra y de capacidad de producción, problemas que los Estados Unidos podían resolver fácilmente. También esperaban obtener acceso a la mira de bombardeo Norden , que iba varios años por delante de su versión, la mira de bombardeo automática . [37] Sin embargo, se creía que los conceptos de radar estaban entre los más avanzados del mundo, y dárselos a los Estados Unidos significaría entregar algunas de las mejores ideas del Reino Unido a la explotación por parte de lo que entonces todavía era un partido no alineado. [38]
Finalmente, Winston Churchill hizo caso omiso personalmente de todas las objeciones restantes y encargó a Henry Tizard que hiciera los arreglos. Después de considerar las muchas tecnologías que se estaban desarrollando, el equipo de Tizard finalmente eligió cuatro para llevarse consigo: AI Mk. IV, ASV Mk. II, IFF Mark II y el nuevo magnetrón de cavidad que hizo que los radares fueran mucho más pequeños y poderosos. También conocían y se les permitió hablar sobre otras tecnologías, incluido el motor a reacción y los conceptos iniciales de la bomba nuclear detallados por el Comité MAUD . [39]
Por diversas razones, el equipo de la misión viajó primero a Canadá, donde se reunió con miembros del Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) en Ottawa . [40] Allí se sorprendieron al enterarse de que en septiembre de 1939 el NRC había comenzado a trabajar en un radar ASV utilizando un radioaltímetro adaptado construido por Westinghouse Electric en los EE. UU. Este equipo funcionaba en la longitud de onda relativamente corta de 67 cm, aproximadamente la mitad de la del equipo británico de 1,5 m. En noviembre, un prototipo estaba funcionando y estaba logrando algunos avances. [41]
La misión Tizard estuvo en Ottawa sólo dos días antes de partir hacia Washington. Durante ese tiempo, los equipos de radio de la NRC estudiaron minuciosamente la unidad ASV, tratando de aprender todo lo que pudieran sobre su diseño antes de que partiera hacia los EE. UU. Esto condujo a un debate sobre si continuar con el desarrollo de su propio sistema, cuya longitud de onda más corta lo haría más adecuado para su uso en aeronaves, o simplemente construir la unidad británica utilizando tubos canadienses y estadounidenses. [42]
La llegada de la Misión a Washington provocó inicialmente sorpresas similares cuando el equipo se enteró de que el Ejército y la Marina de los EE. UU. habían desarrollado radares similares a los británicos Chain Home y Chain Home Low. Sin embargo, la Marina de los EE. UU. se quejó de que sería mucho mejor si los radares funcionaran en frecuencias de microondas y explicó su frustración por el hecho de que los dispositivos de microondas existentes tuvieran una potencia de solo unos pocos vatios. Bowen metió la mano en su caja fuerte y sacó el magnetrón de cavidad número 6. Este dispositivo producía pulsos de unos 10 kW, cientos de veces más que los dispositivos estadounidenses, y los modelos más nuevos pronto producían diez veces esa cantidad. [43]
Este acontecimiento rompió el hielo y pronto los dos equipos estaban planeando un programa completo de desarrollo y producción para todos los diseños británicos. Finalmente se acordó que las empresas estadounidenses comenzarían a producir los equipos ASV y AI de 1,5 m mientras comenzaban las investigaciones sobre nuevos radares que utilizaran el magnetrón. [43] Finalmente, las partes de los países acordaron que Research Enterprises Limited (REL) en Toronto construiría la unidad ASV británica tal como estaba y construiría una nueva fábrica para su construcción. Finalmente se produjeron varios miles de unidades, la mayoría vendidas a los EE. UU. [42]
A pesar de la capacidad del sistema para detectar submarinos de noche, atacarlos no era una tarea sencilla. Después de encontrar la ubicación aproximada en la matriz de señales laterales, se marcaba el objetivo en un mapa y el avión maniobraba para poder comenzar a acercarse a él utilizando las antenas orientadas hacia adelante. Estas tenían menos ganancia y captaban al submarino a distancias más cortas, por lo que existía la posibilidad de que el submarino pudiera escapar cuando cambiaran de aproximación lateral a aproximación frontal. [44]
Pero el verdadero problema era que el alcance mínimo del radar era de unos 915 metros en el mejor de los casos; a distancias más cortas, las señales de retorno del objetivo se fusionaban con la señal restante del transmisor y se volvían invisibles en el ruido electrónico y la dispersión del agua. Desafortunadamente, 915 metros era un alcance demasiado largo para que el submarino pudiera ser detectado visualmente de noche, excepto en condiciones perfectas, como una luna llena. El mismo problema afectaba también a los radares de la IA, pero en ese caso era mucho más grave debido al pequeño tamaño de los objetivos aéreos en comparación con un submarino o un barco, y el equipo había invertido un esfuerzo considerable en tratar de resolver esta "controversia del alcance mínimo", hasta ahora sin éxito. [45]
Mientras se continuaba con este trabajo, se introdujo una nueva solución. Humphrey de Verd Leigh , un oficial de personal de la RAF, tuvo la idea después de hablar con la tripulación que regresaba y enterarse del problema del corte de corto alcance. Construyó un reflector en un contenedor aerodinámico con una lente que extendía el haz de manera que cubriera un área de varios grados de ancho a una distancia de 1000 yardas (910 m), aproximadamente el mismo ángulo que el haz del radar. Se encendería justo cuando la señal desapareciera en la pantalla del radar, iluminando el objetivo y permitiendo que los últimos segundos de la aproximación se llevaran a cabo visualmente. [46]
En marzo de 1941 comenzaron a intentar adaptarlo a un Vickers Wellington y, después de algunos esfuerzos, voló con éxito. Aunque el Ministerio del Aire estaba convencido de que la idea era viable, decidieron reutilizar un diseño de reflector más antiguo conocido como Turbinlite , que originalmente estaba destinado a usarse en una función similar para cazas nocturnos. No era tan potente como la versión de Leigh, pero era más pequeño y ya estaba disponible en algunas cantidades. A pesar del gran esfuerzo, el Turbinlite nunca funcionó satisfactoriamente. No fue hasta finales de 1941 cuando el Ministerio lo admitió y volvió al diseño original de De Leigh. Había continuado desarrollándolo en secreto durante este tiempo. [47]
Los primeros ejemplares del submarino Leigh Light empezaron a aparecer a principios del verano de 1942. El primer éxito se produjo el 5 de julio de 1942, cuando un Wellington del 172.º Escuadrón de la RAF hundió el U-502 . A partir de ese momento, la combinación del ASV Mk. II y el submarino Leigh Light resultó extremadamente eficaz. A finales del verano, tantos submarinos estaban siendo atacados que abandonar la base por la noche, antes totalmente seguro, se consideraba ahora un suicidio. Los alemanes se vieron obligados a abandonar sus bases durante el día para poder al menos ver a los aviones atacantes y oponer resistencia, pero esto resultó poco más seguro. [48]
Mientras el Mk. II estaba en medio de la consecución de algunos de sus mayores éxitos, a finales del verano de 1942 las tripulaciones regresaron a la base alegando que las buenas detecciones de los submarinos alemanes eran seguidas por la desaparición de los barcos a medida que se acercaban para la aproximación. Se supuso rápidamente que los alemanes estaban instalando un detector de radar en sus barcos y se lanzaban al agua cuando veían que se acercaba un avión. [49] [44] Esta posibilidad se había considerado en octubre de 1941, pero en ese momento no parecía haber ninguna razón para dejar de utilizar ASV. [50]
El detector, conocido como "Metox" en honor a la empresa parisina que lo fabricaba, era un sistema sencillo. Cuando se recibía un pulso en la frecuencia correcta, enviaba un pulso corto de audio a los auriculares del operador de radio. El operador podía escuchar la intensidad y el patrón de las señales para determinar si el avión se estaba acercando. [49] [c]
Al estudiar las estadísticas de los ataques en el Golfo de Vizcaya durante 1942, la RAF pudo determinar que el sistema se había introducido por primera vez en junio y se había vuelto prácticamente universal en septiembre. Al comparar la distancia a la que se detectó el submarino y la distancia a la que se perdió, calcularon que hasta el 50% de los submarinos se sumergieron antes de que el ASV los viera. Lo que antes se desestimó como un problema menor, ahora era claramente un problema importante. [50] Por primera vez desde la introducción del ASV, las pérdidas de barcos comenzaron a aumentar nuevamente. [51]
Los efectos se resumieron en un estudio de principios de 1943. Demostraron que antes de la introducción del Metox, un avión sin radar pasaba 135 horas en el aire por cada submarino que detectaba, mientras que uno equipado con ASV veía uno por cada 95 horas de vuelo. A partir de octubre, cuando el Metox era común, los aviones con ASV tardaban 135 horas, lo que significa que el Metox aparentemente había vuelto inútil el ASV. Sin embargo, el tiempo necesario para encontrar un submarino sin radar también había aumentado, a 245 horas, por lo que el ASV seguía siendo útil. [51]
En diciembre de 1942 se produjo un breve respiro de los efectos del Metox, cuando los descifradores británicos pudieron descifrar de nuevo la Enigma naval y las pérdidas de submarinos comenzaron a aumentar de nuevo debido a las intercepciones que revelaban sus posiciones y órdenes. Esto se combinó con una pieza clave de información falsa colocada por un oficial británico capturado, que afirmó que sus aviones estaban equipados con un dispositivo para escuchar las señales muy débiles emitidas por la etapa de frecuencia intermedia del Metox. [52] Esto llevó a que a principios de 1943 el Alto Mando Naval Alemán diera órdenes de apagar el Metox, lo que permitió que el Mk. II volviera a ser efectivo durante un tiempo. [53]
Otro intento de mejorar el rendimiento del sistema fue la introducción de un nuevo transmisor, el T.3140. Este produjo una señal diez veces mayor, con un promedio de 100 kW por pulso, y por lo tanto aumentó el alcance y el rendimiento generales. Esto requirió un alternador más potente y el conjunto del transmisor pesaba el doble que el T.3040 original. [51]
El sistema se instaló en seis Sunderland, bajo el nombre de Mark IIA, en la primavera de 1943. Si bien el sistema demostró tener un alcance mucho mayor, se descubrió que la respuesta de las olas en el mar también era mucho más potente. En ese momento, el Metox era universal y la señal adicional proporcionó a los submarinos un tiempo de advertencia adicional significativo. El sistema finalmente se construyó en tan solo doce unidades. [51]
Otra solución al problema del Metox se implementó en el sistema "Vixen". Esto permitió silenciar la intensidad de la señal del transmisor del ASV. Al cronometrar este proceso con cuidado, el operador del radar podía engañar al operador de radio del submarino para que pensara que el avión se estaba alejando de él. Esto tuvo poco efecto en el rendimiento del radar a medida que se acercaba al objetivo, ya que incluso con menos señal transmitida, la reducción en el alcance compensó con creces cualquier pérdida de potencia por el silenciamiento. [51]
Las primeras pruebas del Vixen se llevaron a cabo en junio de 1943 y, en general, resultaron exitosas, aunque hubo algunos problemas. El principal fue que el silenciamiento se creaba mediante una antena en cortocircuito y, al ajustarse, provocaba cambios en la carga del transmisor, lo que provocaba cambios en la señal de salida. Al final, no se consideró que estos fueran importantes y se sugirió que se instalara en todos los aviones ASV. Sin embargo, la producción no se ordenó hasta noviembre de 1943 y los primeros equipos no llegaron hasta febrero de 1944, momento en el que el ASV Mk. III ya había tomado el control en gran medida. El Vixen no se utilizó en operaciones. [54]
Tras la invención del magnetrón de cavidad a principios de 1940, todas las fuerzas británicas comenzaron a desarrollar radares que utilizaban este sistema, que generaba microondas con una longitud de onda de unos 10 cm. Entre ellos se encontraban los equipos del Ministerio del Aire que habían desarrollado tanto el AI como el ASV, y que ahora habían centrado su atención en el AIS y el ASVS, siendo la S la que significa "senitmétrico". [55] Las pruebas realizadas en abril de 1941 con los primeros dispositivos de amarre contra el HMS Sealion demostraron que podían detectar submarinos semisumergidos a varias millas de distancia. [56]
En junio de 1941 se aprobó una solicitud formal al Director de Desarrollo de Comunicaciones (DCD, en ese momento dirigido por Robert Watt) para formar un grupo independiente para desarrollar ASVS, pero el desarrollo fue lento. Philip Dee señaló que el primer vuelo en un Wellington no tuvo lugar hasta diciembre, y no fue hasta enero de 1942 que notó que "ASV vio [la pequeña nave] Titlark a 12 millas". [56] Esto llevó a contratos con Ferranti y Metropolitan Vickers (Metrovick) para desarrollar el ASVS de amarre en un sistema aerotransportado útil como ASV Mark III. Tenían un sistema adecuado listo para el verano de 1942, aunque las primeras entregas no estarían disponibles antes de la primavera de 1943. [57]
Durante este período, Hanbury Brown estaba convencido de que el H2S también podía utilizarse para misiones antibuque, con las modificaciones adecuadas. Las cuestiones principales eran reducir el tamaño de la antena para que encajara en los aviones más pequeños del Mando Costero y realizar modificaciones en la antena para enviar la señal más hacia adelante en lugar de hacia abajo, de acuerdo con un avión que volaba a 2000 pies (610 m) en lugar de 20 000 pies (6,1 km) de altitud. Continuó trabajando en este proyecto con los principales desarrolladores del H2S, EMI. [58] A finales de 1942, la versión ASVS del Mark III se canceló y se ordenó la producción de la versión basada en H2S. [57]
Después de una importante confusión y discusión entre el Mando Costero y el Mando de Bombardeo, los ASV Mk. III comenzaron a llegar en la primavera de 1943, y después de algunas salidas bastante decepcionantes en marzo, los Wellington comenzaron a realizar ataques exitosos a finales de ese mes. [59] Este fue el mismo período en el que llegaron varias nuevas tecnologías antisubmarinas, y desde abril hasta julio estas se combinaron para dar como resultado una gran cantidad de pérdidas para la flota de submarinos. A fines de junio, las pérdidas de transporte de carga por ataques de submarinos habían disminuido casi a cero. [60]
A medida que mejoraban los suministros de Mk. III, los aviones equipados con Mk. II fueron enviados a teatros secundarios donde prestaron servicio durante la guerra. Los ejemplares con las antenas dipolo originales estuvieron en servicio hasta 1943, momento en el que se los conocía como SRASV, por "Short Range" (Corto Alcance). [12]
Las unidades Mk. I y Mk. II eran en general similares en cuanto a la electrónica, pero diferían en su frecuencia de funcionamiento y en su empaquetado. La principal diferencia era que el receptor y la pantalla del Mk. I estaban empaquetados en una única caja grande, lo que significaba que había que reemplazar toda la unidad si había un problema con alguna de las partes. [28] Las señales también eran ligeramente diferentes, ya que el Mk. I producía la misma potencia de 7 kW, pero con un ancho de pulso de 1,5 μS y una frecuencia de pulso de 1200 Hz. [13]
El resto de esta sección se refiere al Mk. II.
El Mk. II operaba en una frecuencia de 176 MHz ±5 MHz. Enviaba pulsos de aproximadamente 2,5 μS de duración 400 veces por segundo. La potencia máxima era de unos 7 kW. Las señales se enviaban a través de un interruptor giratorio que se alternaba con cada pulso, enviando y recibiendo la señal en ambos lados del avión. Las señales regresaban a través del amplificador de banda Pye, y cada dos pulsos se invertía eléctricamente. [12]
Las antenas originales de "corto alcance" consistían en unipolos receptores que se extendían horizontalmente desde ambos lados del morro del avión. Detrás de ellos se encontraban los transmisores, que eran unipolos similares pero también incluían un reflector detrás. [12]
Las antenas de "largo alcance" se encontraban en dos conjuntos. El transmisor era una sola antena Yagi que se extendía desde el morro y dos receptores Yagi, normalmente bajo las alas, en un ángulo de unos 15 grados hacia el exterior. El conjunto de antenas laterales estaba normalmente dispuesto con una cortina Sterba que recorría la parte superior del fuselaje del avión, con conjuntos de dipolos que recorrían los costados del fuselaje. [12]
El sistema completo constaba de varias cajas independientes que se podían desmontar fácilmente para realizar tareas de mantenimiento. Las cajas principales eran el transmisor Tipo 3040 (T.3040), fabricado por EKCO [61], el receptor, fabricado por Pye o EKCO [62] y las "unidades indicadoras" Tipo 6 o Tipo 96, los CRT [63] .
Se utilizaron dos receptores: el primero fue el R.3039, que utilizaba válvulas de bellota VR95, y el posterior R.3084, que utilizaba pentodos VR136 y triodos VR137. Tanto Pye como EKCO construyeron ambas versiones, y había una serie de pequeñas diferencias. El de EKCO incluía una salida para una grabadora y varios otros cambios. [62]
Más tarde se introdujo una unidad de conmutación, la Aerial Coupling Box Type 8, que permitía conmutar una sola antena de transmisor a receptor. Esta se utilizó en aviones más pequeños como el Fairey Barracuda , lo que redujo la complejidad de la instalación. [64]
La salida del receptor se enviaba a una pantalla A-scope con el generador de base de tiempo tirando del haz verticalmente desde la parte inferior a la superior de la pantalla. Las señales recibidas desviaban el haz hacia la izquierda o la derecha dependiendo de qué antena estaba activa en ese momento. El operador comparaba la longitud del punto de cada lado para determinar cuál parecía más grande y luego usaba el sistema de intercomunicación para indicarle al piloto que corrigiera en la dirección correcta. [12]
Hubo un deseo considerable de permitir que el sistema tuviera una segunda pantalla frente al piloto, de modo que pudiera navegar directamente sin instrucciones verbales del operador del radar. Sin embargo, a pesar de un esfuerzo considerable entre 1940 y 1943, no pudieron fabricar una versión que pudiera ser vista por el piloto durante el día y que no lo cegara por la noche. Finalmente, abandonaron la idea a favor de entrenar a los operadores para que dieran instrucciones estandarizadas. [63]
Se estudió en profundidad la historia de combate del Mk. II y se recopilaron estadísticas detalladas sobre su rendimiento. En condiciones operativas contra submarinos en superficie, las antenas originales del SRASV tenían un alcance medio de 5,6 millas (9,0 km) cuando volaban a 2000 pies. Las antenas delanteras del LRASV mejoraron hasta alcanzar este valor de 6,3 millas (10,1 km), mientras que la antena lateral aumentó aún más este valor hasta 6,9 millas (11,1 km). [65] Se descubrió que volar a altitudes más bajas reducía el alcance de detección, pero también la cantidad de interferencias. [44]
Según Bowen, la producción de los Mk. I y II ascendió a 24.600 unidades: [66]
Algunas de estas unidades fueron redirigidas a la Armada como Tipo 286 y al Ejército como base para sus radares de control de reflectores . [66]