海達(dá)號(hào)(HMCS HAIDA)雷達(dá)系統(tǒng) (1943-1949)
Type 271Q 對(duì)海/對(duì)空搜索雷達(dá)(1943年8月至1944年4月)
在“海達(dá)”號(hào)服役時(shí),艦上安裝了 Type 271Q 雷達(dá)組。其雷達(dá)艙室位于艦艉方向,介于探照燈和“砰砰”炮(pom-pom guns)之間。一個(gè)整體式的有機(jī)玻璃(perspex)“帽盒”狀天線罩直接安裝在 271Q 操作室的正上方。1944年4月,由于加裝了 291 型雷達(dá)并改裝了桁架桅桿(Lattice mast),271Q 隨之被拆除。
當(dāng) SW1C 雷達(dá)原型機(jī)在“尚布利”號(hào)(HMCS Chambly)進(jìn)行測(cè)試時(shí),一款新型的對(duì)空/對(duì)海警戒雷達(dá)——即 271型,正于1941年3月25日在英國(guó)的一艘花級(jí)護(hù)衛(wèi)艦“紅門蘭”號(hào)(HMS Orchis)上進(jìn)行測(cè)試。271型雷達(dá)采用了多腔磁控管,工作波長(zhǎng)為 10 厘米,輸出功率為 5 千瓦,并使用“A型”顯示器(A-scope)進(jìn)行顯示。海試結(jié)果表明,271型雷達(dá)可以在 3,500 碼外探測(cè)到處于半潛狀態(tài)的潛艇,在 900 碼外探測(cè)到潛望鏡;對(duì)于戰(zhàn)列艦的探測(cè)距離則可達(dá) 13 海里。
到1943年春天,絕大多數(shù)遠(yuǎn)洋護(hù)航艦艇已經(jīng)裝備了 271 型雷達(dá),但西部地方護(hù)航部隊(duì)(Western Local Escort Force)的許多艦船尚未配齊。更復(fù)雜的是,英國(guó)此時(shí)又推出了兩個(gè)改進(jìn)型號(hào),即 271P 和 271Q。這兩個(gè)版本的輸出功率從 271 型的 5 千瓦提升到了 271Q 的 90 千瓦。這種功率輸出上的跨越式增長(zhǎng),直接歸功于磁控管技術(shù)的重大改進(jìn)。當(dāng)加拿大皇家海軍(RCN)還在艱難地為新船安裝第一代 271 型雷達(dá)時(shí),他們也面臨著升級(jí)現(xiàn)有雷達(dá)的巨大壓力。截至1943年9月,RCN 的艦艇中僅裝備了 14 套 271Q 型和 53 套 271P 型,此外還有 3 套原始生產(chǎn)型。在護(hù)航艦艇的需求得到滿足之前,艦隊(duì)驅(qū)逐艦加裝 10 厘米波長(zhǎng)雷達(dá)的時(shí)間被推遲了。
由于 271Q 型雷達(dá)工作在 10 厘米波段,其天線可以做得足夠小,從而容納在自帶的有機(jī)玻璃透明罩中,并安裝在操作員艙室的頂部。天線結(jié)構(gòu)由一個(gè)“雙奶酪輪(double cheese wheel)”組成,發(fā)射天線和接收天線上下堆疊。由于有機(jī)玻璃罩的形狀,這種雷達(dá)有時(shí)被稱為“燈塔”。為了克服同軸線纜的損耗,部分發(fā)射和接收元件必須直接固定在天線背面。在原始的 271 型中,天線的饋電是通過(guò)同軸電纜完成的,這限制了其旋轉(zhuǎn)角度僅為 200 度。當(dāng)原始磁控管經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)以產(chǎn)生更高功率時(shí),天線系統(tǒng)引入了波導(dǎo)管(waveguide),因?yàn)橥S電纜已無(wú)法承受如此高的功率能級(jí)。
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271Q雷達(dá)在“海達(dá)”號(hào)上的位置(圖片源自《戰(zhàn)斗旗在飄揚(yáng)》)
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271Q型雷達(dá)的天線罩有時(shí)被稱為**“帽盒”**。在戰(zhàn)時(shí),每當(dāng)裝備有271Q雷達(dá)的艦船進(jìn)港時(shí),天線罩都會(huì)被帆布罩遮蓋起來(lái),以防窺探者的目光。
起初,這種新型的271型雷達(dá)在被安裝的艦船上引起了船員們的懷疑。某艘剛安裝了271型雷達(dá)的艦長(zhǎng)注意到,士兵們不太愿意去高處工作,尤其是位于“燈塔”天線罩正上方的桅樓(直譯為“鴉巢”,即瞭望臺(tái))。于是,艦長(zhǎng)詢問(wèn)了一名海員其中的緣由。在經(jīng)過(guò)一番局促不安的踢腳尖之后,這名水兵坦白道,私下里有**“流言”**說(shuō)這種雷達(dá)發(fā)出的射線會(huì)導(dǎo)致男性陽(yáng)痿。
為了防微杜漸,這位機(jī)敏的艦長(zhǎng)宣稱這種傳聞簡(jiǎn)直是胡說(shuō)八道。他堅(jiān)稱:“雷達(dá)射線只會(huì)讓男人暫時(shí)性不育,而不是陽(yáng)痿。”
從這個(gè)角度來(lái)看,船員們開始把雷達(dá)當(dāng)成一種福利而非缺陷——尤其是在岸上休假期間。自此以后,271型雷達(dá)成了艦上最受歡迎的設(shè)備。
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在天線罩內(nèi)部,垂直堆疊著兩個(gè)“奶酪輪”式的拋物面反射體,一個(gè)用于接收信號(hào),另一個(gè)用于發(fā)射信號(hào)。天線的指向由位于雷達(dá)操作室內(nèi)的手輪進(jìn)行手動(dòng)操作。
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這是在“薩克維爾”號(hào)(HMCS Sackville)上展出的 271 型雷達(dá)控制裝置與電子設(shè)備的模型。
285 型火控雷達(dá) (1943 - 1949)
這是英國(guó)最后一款 214 MHz(P波段)小型艦艇對(duì)空搜索雷達(dá),于 1942 年推出。該裝置的早期版本需要獨(dú)立的發(fā)射和接收天線,但很快就研制出了收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)(T-R switch),使得接收機(jī)和發(fā)射機(jī)能夠共用天線單元。該天線的波束寬度為 40 度,采用“懶 H”型(lazy 'H')結(jié)構(gòu)。在脈沖寬度為 1.1 微秒時(shí),其輸出功率為 100 千瓦。它能夠在 15 海里外探測(cè)到轟炸機(jī)。
到 1944 年,291 型雷達(dá)已幾乎裝備于所有英國(guó)驅(qū)逐艦及更小型的護(hù)航艦艇。其安裝時(shí)間僅需 7 天。M、P 和 Q 型版本不僅擁有“A型”顯示器,還具備天線動(dòng)力旋轉(zhuǎn)功能和平面位置顯示器(PPI)。
按當(dāng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn),其觸發(fā)單元、調(diào)制器和發(fā)射機(jī)被整合進(jìn)了一個(gè)極小的體積內(nèi),這些部件與來(lái)自 290 型雷達(dá)的接收單元組裝在一起,構(gòu)成了 291 型。后者于 1942 年投入實(shí)戰(zhàn)使用。它采用了帶有新設(shè)計(jì)鋁制底座的旋轉(zhuǎn)天線以及其他輕量化技術(shù),為小型艦艇提供了有效的對(duì)空/對(duì)海警戒與跟蹤手段;在執(zhí)行對(duì)海任務(wù)時(shí),通常會(huì)通過(guò)加裝一套 10 厘米波段雷達(dá)來(lái)增強(qiáng)性能。大量的該型雷達(dá)被安裝在從驅(qū)逐艦到魚雷快艇(MTB)等多種型號(hào)的小型艦艇上。
起初,290 型和 291 型雷達(dá)都僅提供簡(jiǎn)單的“A型”掃描顯示。操作員必須手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)天線,并在“A型”顯示屏上探測(cè)和跟蹤目標(biāo)。然而在 1943 年 4 月,安裝在“薩爾特本”號(hào)(Saltburn)上的 291 型雷達(dá)進(jìn)行了性能測(cè)試。在這些試驗(yàn)期間,引入了一個(gè)早期型號(hào)的 PPI 顯示器并進(jìn)行了簡(jiǎn)短測(cè)試。試驗(yàn)報(bào)告宣稱結(jié)果非常令人期待,獲得了非常有用的 PPI 圖像。報(bào)告總結(jié)道:“配合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的天線,PPI 顯示器在 291 型雷達(dá)上進(jìn)行飛機(jī)觀測(cè)將非常有用。”
“海達(dá)”號(hào)同時(shí)安裝了 291 型和 293 型雷達(dá)。來(lái)自英國(guó)沃爾索爾、曾在“海達(dá)”號(hào)上擔(dān)任雷達(dá)技師的萊斯·泰勒(Les Taylor)回憶了安裝細(xì)節(jié):“291 雷達(dá)室位于駕駛臺(tái)下方的信號(hào)甲板上。安裝在主桅頂部的天線由礦物絕緣電纜(pyrotenax cable)供電。這種同軸電纜由中心導(dǎo)體組成,周圍包裹著粉末狀、類似陶瓷的壓縮絕緣材料。銅導(dǎo)體和絕緣層被密封在空心銅管內(nèi)。如果因?yàn)槿魏卧蛩诌M(jìn)入電纜,其絕緣性能就會(huì)降至可接受的限度以下,這時(shí)就需要偶爾用噴燈烘烤以排出水分。
在“海達(dá)”號(hào)服役期間,我全權(quán)負(fù)責(zé)雷達(dá)設(shè)備的維護(hù)、量程校準(zhǔn)和修理。沒(méi)有人能讓我尋求幫助、建議或討論技術(shù)問(wèn)題。我當(dāng)時(shí)離 18 歲生日還差一點(diǎn)點(diǎn),是艦上年齡最小的人,卻被當(dāng)作‘專家’。在馬恩島‘瓦爾基里’號(hào)(HMS Valkyrie)的技術(shù)雷達(dá)學(xué)校里,有許多房間裝有供大型或小型艦艇使用的雷達(dá)設(shè)備。我們可以選擇針對(duì)大型或小型艦艇所配備的特定雷達(dá)型號(hào)進(jìn)行培訓(xùn)。之后,在完成培訓(xùn)時(shí),我們會(huì)根據(jù)選定的型號(hào)被分配到相應(yīng)的艦艇上。我選擇了小型艦艇。真是太幸運(yùn)了。”
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291型天線。
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這是291型雷達(dá)的核心部分,位于現(xiàn)稱為“2號(hào)無(wú)線電室”的艙室內(nèi)。(約翰·魯攝影)
293M 型雷達(dá) (1945年 - 20世紀(jì)50年代)
這種型號(hào)是一款S波段目標(biāo)指示雷達(dá)(有時(shí)被稱為“聯(lián)合警戒”型)。它使用了與277型雷達(dá)相同的發(fā)射機(jī),并配備了新型的方位穩(wěn)定“奶酪輪”天線。之所以得名,是因?yàn)樗男螤钕褚粔K切成兩半的奶酪。所謂“聯(lián)合(Combined)”,是指它能同時(shí)探測(cè)海面和空中目標(biāo)。
穩(wěn)定性是必不可少的,否則艦船的橫搖會(huì)導(dǎo)致“扇形”波束發(fā)生傾斜,從而導(dǎo)致空中目標(biāo)顯示的方位出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。該波束在垂直面上很寬,因此艦船橫搖對(duì)其影響較小。其典型探測(cè)距離為:在15海里外探測(cè)到一架高度為10,000英尺的飛機(jī)。
- 293M型: 1945年投入使用,配備了8英尺(約2.4米)長(zhǎng)的天線。
- 293P型: 與前一型號(hào)類似,但為更方便維護(hù)進(jìn)行了改進(jìn)。
- 293Q型: 戰(zhàn)后雷達(dá)計(jì)劃推出的型號(hào),采用了重新設(shè)計(jì)的12英尺(約3.6米)天線。
“海達(dá)”號(hào)一直裝備293型雷達(dá)直到20世紀(jì)50年代末。
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落地后的 293 型天線實(shí)物。由于其形狀獨(dú)特,有時(shí)也被稱為“半塊奶酪輪”天線。
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作為歷史文物,293 型天線已被重新安裝在主桅桿的原始位置上。
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由于 293 型雷達(dá)由許多部件組成,此處僅展示其主要部分。該雷達(dá)曾安裝在現(xiàn)稱為“電子設(shè)備維護(hù)室”的空間內(nèi)。
雷達(dá)系統(tǒng) (1952 - 1963)
AN/SPS-6C 對(duì)空搜索雷達(dá)
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AN/SPS-6C 雷達(dá)系統(tǒng)用于探測(cè)最遠(yuǎn)達(dá) 200 英里的飛機(jī)。其輸出功率為 500 至 750 千瓦,工作頻段為 1250 至 1350 MHz。照片中的天線并非真實(shí)的 SPS-6C 實(shí)例,但與 SPS-6C 非常相似。SPS-6C 的控制電子設(shè)備安置在廚房上方的雷達(dá)艙內(nèi)。這套雷達(dá)是在“海達(dá)”號(hào)第二次赴朝鮮半島執(zhí)行任務(wù)之前安裝的。
我們今天看到的實(shí)際天線是從“育空”號(hào)(HMCS Yukon)上拆解下來(lái)的 SPS-12 天線。當(dāng)時(shí)該艦正準(zhǔn)備作為人工魚雷礁沉入海底,不列顛哥倫比亞礁石協(xié)會(huì)(British Columbia Reef Society)將其搶救了下來(lái)。SPS-6C 和 SPS-12 在外觀上幾乎完全相同。
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SPS-6C 探測(cè)到的空中目標(biāo)顯示在作戰(zhàn)室內(nèi)的 **VK-5 平面位置顯示器(PPI)**上。這種 PPI 顯示器的特點(diǎn)之一是操作員可以改變屏幕中心的位置。VK-5 在設(shè)計(jì)中使用了 101 個(gè)電子管。
斯佩里 Mk 2 航海雷達(dá) (SPERRY Mk 2 NAVIGATION RADAR)
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斯佩里 Mk 2 (Sperry Mk 2) 雷達(dá)用于導(dǎo)航、防撞以及海面目標(biāo)探測(cè)。其最大量程為 30 英里。
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收發(fā)機(jī): Sperry Mk 2 的收發(fā)電子設(shè)備安置在雷達(dá)艙室內(nèi)。
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顯示器: Sperry Mk 2 采用平面位置顯示器(PPI),安裝在作戰(zhàn)室(Operations Room)內(nèi)。
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顯示效果: 上圖展示了斯佩里 PPI 顯示屏的示例樣貌,不同之處在于,實(shí)際的目標(biāo)回波顏色為黃色。
當(dāng)“海達(dá)”號(hào)在第二次赴朝鮮半島執(zhí)行任務(wù)前安裝 Sperry Mk 2 雷達(dá)時(shí),其拋物面反射體采用的是金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。而今天我們看到的斯佩里雷達(dá)天線則是實(shí)心金屬拋物面。這并非某種升級(jí),目前艦上展示的這套斯佩里設(shè)備是從“肖迪埃”號(hào)(HMCS CHAUDIERE)退役時(shí)移過(guò)來(lái)的。
圖中展示的是 1954 年 1 月該艦在瓦胡島近海時(shí)的情景。
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這個(gè) PPI 屏幕模擬圖旨在解釋顯示器的主要構(gòu)成部分。
雷達(dá)艙位于左舷貓道(catwalk)旁,內(nèi)部安置了 AN/SPS-6C 和斯佩里 Mk 2 雷達(dá)的所有電子設(shè)備。這是該艙室在 1957 年時(shí)的俯視圖(鳥瞰圖)。圖中左側(cè)為艦艉方向。點(diǎn)擊圖片可放大。 (摘自加拿大皇家海軍 RCN 設(shè)計(jì)圖)
AN/SPG-34 火控雷達(dá)
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AN/SPG-34 火控雷達(dá)天線安裝在 4 英寸“B”號(hào)炮位和 3 英寸 50 倍徑炮位上。該天線實(shí)際上是全艦 Mark 63 火控系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。
AN/SPA-4 雷達(dá)中繼顯示器 (RADAR REPEATER)
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AN/SPA-4 可以通過(guò)切換作為 SPS-6C 和斯佩里 Mk 2 雷達(dá)之間的中繼器(遠(yuǎn)程顯示器)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)位于 SPA-4 顯示器左下方的開關(guān),即可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)雷達(dá)之間的信號(hào)切換。
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- 控制裝置: 如圖所示為 AN/SPA-4 的顯示控制面板。
- 主要用途: 在雷達(dá)設(shè)備室內(nèi),設(shè)有一臺(tái) SPA-4 顯示器,作為 SPS-6C 雷達(dá)系統(tǒng)的主要顯示單元。
293 型雷達(dá) (TYPE 293 RADAR)
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位于前桅最頂端淚滴狀結(jié)構(gòu)上的是 293型雷達(dá)天線,其服役期從 1944 年持續(xù)到 20 世紀(jì) 50 年代末。
這是一款 S 波段目標(biāo)指示雷達(dá),有時(shí)被稱為“聯(lián)合警戒”型。“聯(lián)合”意指它能夠同時(shí)探測(cè)空中和海面目標(biāo)。
加拿大皇家海軍(RCN)于 20 世紀(jì) 50 年代末退役了 293 雷達(dá)系統(tǒng)。由于“海達(dá)”號(hào)非常幸運(yùn)地保留了一具天線實(shí)物,它被重新安裝在前桅的原始位置,僅作為歷史陳列展示。該雷達(dá)的控制電子設(shè)備曾安置在現(xiàn)稱為“電子設(shè)備維護(hù)室”的空間內(nèi)。
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