Thực đơn
Radar trong Chiến tranh thế giới thứ hai
Những nghiên cứu ban đầu về radar được tiến hành dưới sự chỉ đạo của Henry Tizard thuộc Ủy ban nghiên cứu hàng không đầu năm 1935, nhằm đối phó với các máy bay ném bom của Đức. Robert A. Watson-Watt tại Trung tâm nghiên cứu Radio, Slough, đã được yêu cầu tìm hiểu về khái niệm "tia chết" dựa trên sóng radio. Đáp lại, Watson-Watt cùng với trợ lý, Arnold F. Wilkins, cho rằng sẽ thực tế hơn nếu sử dụng radio để phát hiện và theo dõi máy bay địch. Ngày 26/2/1935, một cuộc thử nghiệm mở đầu đã diễn ra (Thử nghiệm Daventry), đã thu được tín hiệu phản xạ từ máy bay. Các quỹ nghiên cứu nhanh chóng được phân bổ, và một dự án phát triển đã được bắt đầu trong bí mật tuyệt đối trên bán đảo Orford Ness, Suffolk. E. G. Bowen chịu trách nhiệm phát triển bộ phát xung tín hiệu. Ngày 17 tháng 6 năm 1935, mẫu radar thử nghiệm đã phát hiện thành công một chiếc máy bay ở khoảng cách 17 dặm. Vào tháng 8 năm đó, kỹ thuật radar được đặt tên là RDF, nghĩa là Định tầm và hướng-Range and Direction Finding.
Vào tháng 3 năm 1936, việc nghiên cứu và phát triển hệ thống RDF được chuyển đến Trạm Nghiên cứu Bawdsey đặt tại Trang viên Bawdsey ở Suffolk. Ngoài những hoạt động nghiên cứu của Không quân Anh, Hải quân và Lục quân Anh cũng có những chương trình nghiên cứu radar của mình.
Tại Bawdsey, các kỹ sư và nhà khoa học đã tham gia phát triển RDF, nhưng Watson-Watt, người chỉ đạo dự án đã chuyển từ khía cạnh kỹ thuật sang vấn đề giao diện người và máy. Sau khi xem một cuộc thử nghiệm trong đó kíp vận hành radar đang cố gắng xác định vị trí một máy bay ném bom "tấn công", ông nhận thấy rằng vấn đề chính không phải là công nghệ của radar, mà là quản lý và thông tin. Dựa trên những khuyến nghị của Watson-Watt, đầu năm 1940, Không quân Hoàng gia Anh đã xây dựng trung tâm điều hành, có khả năng truyền tải dữ liệu hiệu quả giữa các mạng lưới chỉ huy radar chain home, có thể theo dõi số lượng lớn máy bay đối phương và hướng các máy bay đánh chặn .[8]
Trước khi nổ ra chiến tranh thế giới 2, một vài hệ thống radar trong đó có Chain Home được xây dựng dọc theo bờ biển phía Nam và phía Đông của Vương quốc Anh, dựa trên những nguyên mẫu được nghiên cứu tại Bawdsey. Chain Home là một hệ thống radar đơn giản. Trạm phát sóng bao gồm hai tháp thép cao 300 ft (90 m) được xâu chuỗi với một loạt ăng-ten giữa chúng. Bộ thứ hai gồm các tháp gỗ cao 240 ft (73 m) được sử dụng để thu sóng, với một loạt ăng-ten bắt chéo ở các độ cao khác nhau lên đến 215 ft (65 m). Hầu hết các trạm đều có nhiều hơn một bộ ăng-ten, được điều chỉnh để hoạt động ở các tần số khác nhau.
Các thông số vận hành cơ bản của radar Chain Home:
Radar Chain Home đã chứng tỏ tính hiệu quả cao trong trận không chiến trên bầu trời nước Anh, đặc biệt là khi phải đối phó với lực lượng không quân Đức mạnh hơn nhiều. Trong khi Luftwaffe dựa vào dữ liệu trinh sát và các cuộc càn quét của máy bay chiến đấu lỗi thời, Không quân Hoàng gia Anh có khả năng xác định với mức độ chính xác cao về sức mạnh của đội hình và các mục tiêu ném bom dự kiến của Không quân Đức. Các trạm radar có khả năng dẫn đường cho một nhóm các máy bay đánh chặn để tiến hành đánh chặn máy bay Đức hiệu quả.
Vào thời gian đầu của các cuộc không chiến, Luftwaffe thực hiện các cuộc đột kích nhỏ nhưng rất hiệu quả vào các trạm radar, bao gồm Ventnor, nhưng các trạm radar này sau đó đã được sửa chữa nhanh chóng. Người Anh cũng tiến hành phát sóng tương tự như sóng radar từ các trạm lân cận để đánh lừa quân Đức rằng các trạm radar vẫn hoạt động. Các cuộc tấn công của Không quân Đức diễn ra lẻ tẻ và trong khoảng thời gian ngắn. Trong suốt cuộc chiến, Bộ chỉ huy tối cao của Đức không ưu tiên tấn công các trạm radar của Anh.
Phòng điều hành trận Không chiến nước Anh tại Không quân Hoàng gia Anh Uxbridge.Không quân Đức sau đó đã tìm cách thay đổi chiến thuật để tránh sự phát hiện của các trạm radar Chain Home. Các máy bay ném bom sẽ tiếp cận bờ biển nước Anh từ độ cao bay rất thấp. Người Anh đã lường trước điều này, và đã thiết lập các trạm radar chuyên bắt thấp Chain Home Low (CHL). Những hệ thống này được thiết kế để dẫn bắn cho pháo bờ biển, nhưng nhờ chùm tia hẹp, radar CHL có thể quét một khu vực gần mặt đất hơn nhiều mà không bị ảnh hưởng bởi nhiễu từ mặt đất hoặc nước-còn gọi là sự lộn xộn-clutter.
Các hệ thống tương tự như Chain Home về sau được bổ sung các màn hiển thị để tạo thành trạm Điều hành đánh chặn mặt đất Ground-Controlled Intercept (GCI) vào tháng 1 năm 1941. Trong những hệ thống này, ăng ten radar được quay bằng cơ khí, sau đó hiển thị trên màn hình điều khiển. Do đó, thay vì một đường kẻ hiển thị ngang dưới cùng của màn hình từ trái sang phải, đường kẻ đó đã được xoay quanh màn hình với cùng tốc độ khi ăng ten đang quay.
Màn hình sẽ hiển thị không phận xung quanh trạm radar cùng với vị trí tất cả các máy bay trong khu vực không phận được hiển thị bằng một chấm sáng. Hệ thống đơn giản hóa lượng thông tin về mục tiêu mà người vận hành phải theo dõi.
Không quân Đức để tránh sự đánh chặn của các tiêm kích Anh đã chuyển sang bay đêm và trong điều kiện thời tiết xấu. Mặc dù các trạm điều khiển của Không quân Hoàng gia Anh được cảnh báo sớm về vị trí của các máy bay ném bom, nhưng họ không thể làm được gì nhiều trừ khi phi công có thể quan sát trực tiếp mục tiêu.
Vấn đề này đã được các kỹ sư tính đến, và từ năm 1936, một chương trình phát triển radar hàng không trang bị cho các máy bay tiêm kích đã được thực hiện bởi Edward George Bowen. Hệ thống radar này được gọi là Airborne Interception Radar (AI) (Watson-Watt gọi hệ thống radar Chain Home là RDF-1 còn AI là RDF-2A). Hệ thống đã trải qua thử nghiệm và bắt đầu được trang bị cho các máy bay ném bom hạng nhẹ Bristol Blenheim của Không quân Anh từ năm 1939 (sau này là máy bay tiêm kích hạng nặng Bristol Beaufighter).
Trong các giai đoạn sau đó của cuộc chiến, máy bay ném bom ban đêm Mosquito đã được trang bị loại radar AI Mk VIII, cùng với radar thụ động Serrate giúp chúng có khả năng theo dõi các máy bay ném bom đêm của Đức dựa theo tín hiệu từ radar Lichtenstein phát ra, hoặc radar Perfectos có khả năng dò tìm sóng của thiết bị IFF (phân biệt địch ta) trên máy bay Đức. Để đáp lại, người Đức trang bị trên các máy bay ném bom đêm các máy dò tín hiệu thụ động Naxos ZR để phát hiện máy bay của Anh.
Trong khi đang phát triển radar để trang bị trên máy bay ném bom ban đêm, nhóm của Bowen đã nhận thấy rằng tín hiệu radar phản xạ từ tàu chiến rất rõ ràng. Điều này là do tàu chiến có mạn tàu thẳng đứng phản xạ tia radar, khiến cho radar có khả năng phát hiện ra tàu chiến từ cự ly vài dặm. Đội ngũ thiết kế đã tập trung vào phát triển radar để phát hiện tàu chiến từ năm 1938.
Radar Air-Surface Vessel Mark I, sử dụng các thiết bị điện tử tương tự như Airborne Interception Radar (AI). Radar này sau đó được thay thế bằng radar Mark II cải tiến, với các anten radar bổ sung bên cạnh sườn giúp máy bay quét được cả hai bên. Phiên bản radar cuối cùng là ASV Mk. II có khả năng phát hiện mục tiêu là tàu ngầm nổi trên mặt nước.
Những cải tiến trên magnetron khoang thực hiện bởi John Randall và Harry Boot thuộc trường Đại học Birmingham đầu năm 1940 đã đánh dấu bước tiến lớn về công nghệ radar. Magnetron là một thiết bị có kích thước nhỏ, có khả năng sản sinh ra sóng microwave năng lượng cao và cho phép phát triển radar hoạt động ở băng sóng centimet ở tần số vô tuyến điện cực cao từ 3 đến 30 GHz (bước sóng từ 10 đến 1 cm). Radar sóng centimet có khả năng phát hiện các mục tiêu có kích thước nhỏ hơn nhiều so với các anten cỡ nhỏ được phát triển trước đó. Với radar có bước sóng 2 mét (băng tần VHF, 150 MHz) không thể phát hiện được các mục tiêu có kích thước phản xạ radar nhỏ hơn 2 mét và kích thước ăng ten của những radar loại này cũng phải có đường kính tương đương với bước sóng là 2 mét (đây là lý do mà không thể trang bị radar lên máy bay). Ngược lại, các radar có bước sóng 10 cm có khả năng phát hiện mục tiêu có kích thước 10 cm, và có đường kính ăng ten tương đương.
Ngoài ra, việc bổ sung các máy dao động có thể điều chỉnh và máy trộn sóng cho bộ thu tín hiệu là cần thiết. Đây là những thiết bị đã được phát triển bởi R W Sutton, người đã chế tạo ra klystron phản xạ NR89 (còn gọi là "ống Sutton").
Vào giữa năm 1941, Kiểu 271, radar băng tần S đầu tiên của Hải quân, được đưa vào sử dụng.[9]
Sự ra đời của radar có độ phân giải cao hơn đã giúp Hải quân quân đội Đồng minh có khả năng phát hiện tàu ngầm Đức đang nổi để sạc lại pin từ xa hơn rất nhiều so với bằng mắt thường, không chỉ là vào ban ngày mà còn là vào ban đêm.
Thực đơn
Radar trong Chiến tranh thế giới thứ haiLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Radar trong Chiến tranh thế giới thứ hai