radar ASV Mark II

Al principio del desarrollo del primer sistema de radar británico, Chain Home (CH), Henry Tizard se preocupó de que el sistema CH pudiera llegar a ser tan efectivo que la fuerza aérea alemana ( Luftwaffe ) se viera obligada a recurrir al bombardeo nocturno . ^{[ 1 ]} De ser así, esto presentaría un nuevo problema para Gran Bretaña, ya que CH por sí solo no podía proporcionar la precisión que sus pilotos de caza necesitaban para atacar a los bombarderos por la noche. Después de todo, CH podía localizar un avión invasor con una precisión máxima de aproximadamente 1 milla (1,6 km) , no podía determinar su rumbo con exactitud y era aún peor para estimar su elevación. ^{[ 2 ]} Sumado al hecho de que un piloto de caza por la noche no podía ver más allá de unos 1000 pies (300 m) , ^{[ 1 ]} esto significaba que habría una brecha de cobertura significativa que el enemigo podría aprovechar. Concluyó que, para ser efectivos contra el bombardeo nocturno, los pilotos británicos necesitarían una guía adicional que complementara a Chain Home. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Tizard escribió un memorándum sobre el tema el 27 de abril de 1936 y se lo envió a Hugh Dowding , quien en ese momento era el miembro del aire para investigación y desarrollo , y con copia a Robert Watson-Watt en el centro de investigación CH en Bawdsey Manor en Suffolk.  

Durante las reuniones que Watson-Watt mantuvo con su equipo de investigación en Orford , en el hotel local Crown and Castle, finalmente acordaron que la mejor solución al problema era desarrollar un pequeño radar que pudiera montarse en una aeronave. ^{[ 4 ]} La idea era que si el sistema CH podía llevar a un caza a la zona general del avión enemigo —a una milla aproximadamente— entonces el propio radar de la aeronave podría usarse para guiarlo lo suficientemente cerca como para que el piloto viera el avión y lo apuntara. Edward "Taffy" Bowen pidió hacerse cargo del proyecto y formó un pequeño equipo en agosto de 1936 para considerar el problema. Le dieron al concepto el nombre de Proyecto RDF 2, o simplemente RDF 2. ^{[ 2 ] [ 5 ] [ a ]} ​​Más tarde se conocería como radar aerotransportado, y pronto evolucionaría en los campos relacionados del radar de interceptación de aeronaves (AI) y el radar de aeronave a superficie de buque (ASV) . ^{[ 7 ] [ 8 ]} (Mientras tanto, la tecnología de Chain Home, originalmente llamada RDF, pasó a llamarse RDF 1. ^{[ 5 ]} )

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 debe tener una longitud del mismo orden que la longitud de onda de la señal, siendo el dipolo de media onda una solución común. CH operaba con longitudes de onda del orden de 10  metros, lo que requería antenas de unos 5 metros (16 pies) de longitud, demasiado grandes para ser transportadas prácticamente en un avión. Durante 1936, la principal preocupación del equipo fue el desarrollo de sistemas de radio que operaran con longitudes de onda mucho más cortas, decantándose finalmente por un sistema que operaba a 6,7 ​​m, basado en un receptor de televisión experimental construido en EMI . ^{[ 9 ]}  

A principios de 1937, el Grupo Aerotransportado recibió varios tubos de vacío Western Electric  Tipo 316A. 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 disminuía drásticamente. ^{[ 10 ]} Gerald Touch convirtió el receptor EMI a la misma frecuencia utilizándolo como la parte de frecuencia intermedia de un circuito superheterodino . Los nuevos equipos se instalaron en un Handley Page Heyford en marzo de 1937. ^{[ 11 ]}

En su primer vuelo, el conjunto demostró un alcance muy limitado contra aeronaves. Sin embargo, mientras volaban la aeronave, los operadores vieron extraños reflejos en la pantalla. 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 bien, ya que el Heyford tenía prohibido volar sobre el agua. ^{[ 12 ]}

Tras este descubrimiento fortuito de la detección de buques, el equipo recibió dos aviones de patrulla marítima Avro Anson , el K6260 y el K8758 , junto con cinco pilotos destinados en la cercana base de la RAF Martlesham Heath para probar esta función. Las primeras pruebas demostraron un problema con el ruido del sistema de ignición que interfería con el receptor, pero esto fue resuelto rápidamente por los técnicos del Royal Aircraft Establishment (RAE). ^{[ 13 ]}

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 2 a 3 millas (3,2–4,8 km) . Esto fue particularmente impresionante dada la muy baja potencia del transmisor, de aproximadamente 100 W por pulso. ^{[ 14 ]}   

Para entonces, Watson-Watt se había trasladado a la sede del Ministerio del Aire en Londres. Se enteró del éxito de la prueba y llamó al equipo para preguntarles si estarían disponibles para una demostración a principios de septiembre. Se estaban preparando ejercicios militares en el Canal de la Mancha, que incluían una flota combinada de buques de la Marina Real y aeronaves del Mando Costero de la RAF , y Watson-Watt quería participar. 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 señales muy fuertes. ^{[ 15 ]}

Al día siguiente despegaron al amanecer y, con el cielo casi completamente nublado, detectaron al Courageous y al Southampton a una distancia de 5 a 6 millas (8,0–9,7 km) . Al acercarse a los barcos, el Anson finalmente se hizo visible entre las nubes, y el equipo pudo ver al Courageous lanzando aviones en un intento inútil de interceptarlos. ^{[ 12 ]} El tiempo era tan malo que los operadores tuvieron que usar el radar como sistema de navegación para encontrar el camino de regreso, utilizando el reflejo en los acantilados costeros. ^{[ 15 ]}  

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 fin del Servicio Alemán de Submarinos». ^{[ 15 ]}

Durante el año siguiente, el equipo de Bowen se dedicó mucho más al ASV que a la IA. Gran parte de este trabajo consistió en el desarrollo de nuevos sistemas de antenas, más avanzados que el del Anson, donde un dipolo se sostenía fuera de la escotilla de escape y se giraba manualmente para buscar señales. Entre los experimentos se encontraba un dipolo giratorio motorizado que escaneaba toda el área 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 osciloscopio B. ^{[ 16 ]}

El desarrollo de ASV resultó sencillo por diversas razones. Una de ellas era que las aeronaves anfitrionas solían ser muy grandes, por lo que el tamaño y el peso del equipo no eran tan críticos como en los cazas nocturnos, mucho más pequeños. Además, era más fácil moverse dentro de estas aeronaves mientras se instalaba el equipo. Otra razón era que estas aeronaves solían volar a velocidades más bajas, lo que permitía utilizar antenas más grandes para una mejor recepción sin afectar seriamente el rendimiento de la aeronave. Las primeras unidades utilizaban dipolos estándar de un cuarto de onda montados en la zona del morro, pero posteriormente se ampliaron a tres cuartos de onda en las unidades de producción. ^{[ 17 ]}

Pero la principal razón 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 impactaba contra el suelo, tendía a dispersarse en todas direcciones, enviando parte de la señal de vuelta hacia la aeronave. Aunque solo se devolvía una pequeña porción de la señal original, el suelo era prácticamente infinito, por lo que este retorno terrestre seguía siendo mucho más potente que el reflejo de un objetivo. Una aeronave que volaba a la altitud típica de un bombardero alemán de 15 000 pies (4,6 km) solo podía ver aeronaves dentro de ese rango; cualquier cosa más allá quedaba oculta en el retorno terrestre. Este era un alcance mucho menor que las 5 millas necesarias para cerrar la brecha con Chain Home. ^{[ 1 ]}   

En comparación, cuando la misma señal impactaba contra el agua, tendía a reflejarse en lugar de dispersarse, enviando la mayor parte de la señal hacia adelante y lejos de la aeronave. La señal solo se podía ver cuando la aeronave se acercaba mucho al agua, momento en el que parte de ella impactaba justo delante de la aeronave y la dispersión por las olas provocaba un retorno a tierra. Incluso entonces, la señal era relativamente débil en comparación con el enorme retorno a tierra observado en el caso de la IA, y solo causaba problemas en un radio de aproximadamente 0,80 km (0,5 millas ) de la aeronave, aunque este radio podía aumentar hasta 7,2 km (4,5 millas ) en mares agitados. Esto resultaría ser una limitación importante en la práctica, pero que finalmente se resolvió de forma indirecta. ^{[ 18 ]}  

Finalmente, la forma de los objetivos, tal como se veía desde el radar, era ideal para su 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 impactaban directamente en el objetivo regresaban al receptor, al igual que cualquier señal que se reflejara hacia adelante en el agua cerca del barco, ya que esta señal también impactaría en el barco y se reflejaría de vuelta al receptor. Mientras que las aeronaves eran difíciles de detectar más allá de aproximadamente 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. ^{[ 19 ]}  

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 a los tubos 316As del transmisor y mejoraron la potencia de transmisión a 2000  W. En las pruebas, esto demostró aumentar el alcance de detección en barcos a entre 12 y 15 millas (19-24 km) , aunque en la función de IA el alcance mejoró poco. ^{[ 20 ]}  

Si bien el problema del transmisor se consideró resuelto con los nuevos tubos, el equipo tuvo problemas importantes con los receptores. Un empleado de Metrovick recibió instrucciones de comenzar a construir los receptores y solicitó un ejemplo, pero el equipo solo disponía de un receptor en condiciones de vuelo y tuvo que entregarles un antiguo modelo de banco ensamblado a mano con la instrucción de que no debía utilizarse para un diseño de producción. Efectivamente, Metrovick devolvió un diseño basado en este modelo, que resultó inservible. El equipo también contactó con Cossor y proporcionó todos los detalles del diseño requerido, pero cuando devolvieron su primer intento seis meses después, era completamente inservible. Cuando solicitaron mejoras, Cossor nunca respondió, demasiado ocupado con otros trabajos. ^{[ 21 ]}

Mientras esperaban la llegada de los receptores Metrovick y Cossor, Bowen se encontró casualmente con su antiguo profesor del King's College, el premio Nobel Edward Appleton . A principios de 1939, Appleton le comentó a Bowen que Pye Electronics también se había interesado en el servicio experimental de televisión de 45 MHz de la BBC  y que habían fabricado receptores que quizás aún conservaban. Bowen visitó la empresa en abril o mayo y descubrió que tenían muchísimos receptores listos para la producción. Al probarlos, comprobaron que eran muy superiores a los modelos EMI. ^{[ 22 ]}

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", diseñado específicamente para un uso eficiente en VHF. ^{[ 22 ]} Los tubos estaban etiquetados como Mullard, la filial británica de Philips. Cuando investigaron, Mullard informó al Ministerio del Aire que los tubos se fabricaban 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 utilizaban un nuevo diseño que era clave para el funcionamiento de los tubos. ^{[ 22 ]}

Esto dio lugar a un esfuerzo apresurado por 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 motores EF50 y 25 000 bases adicionales en las que Mullard podría construir tubos adicionales mientras se instalaba una nueva línea de producción. Los barcos zarparon mientras el ataque alemán a los Países Bajos continuaba y los muelles estaban bajo la constante amenaza de ataques aéreos. ^{[ 22 ]}

A finales de julio de 1939, el equipo finalmente tenía todo listo y se envió un pedido de veinticuatro unidades. ^{[ 23 ]} Metrovick construiría los transmisores, Pye ya estaba aumentando la producción de lo que se conocería como el receptor de tiras de Pye , y Pye también había comenzado la producción experimental de un tubo de rayos catódicos (CRT) que resultó adecuado para su uso en radares. ^{[ 24 ]}

A principios de agosto, el equipo fue informado de que el Ministerio del Aire había pedido 30 unidades de IA y esperaba que Bowen las instalara en los aviones Bristol Blenheim en un plazo de 30 días. ^{[ 24 ]} Cuando comenzaron a llegar las unidades, descubrieron que el transmisor Metrovick también era el modelo de banco, y cuando protestaron, Metrovick señaló que Watson-Watt había visitado personalmente la fábrica y les había dicho que lo pusieran en producción porque se sabía que funcionaba. ^{[ 25 ]}

Para complicar aún más las cosas, cuando comenzó la guerra el 1 de septiembre, la mayor parte del equipo de AMES fue enviada apresuradamente a un lugar previamente acordado en la Universidad de Dundee , en Escocia, solo para descubrir que no se había preparado nada. El rector solo recordaba vagamente una conversación sobre el tema con Watson-Watt, y para entonces los estudiantes ya habían regresado para el semestre de otoño y había poco espacio disponible. ^{[ 26 ]}

El equipo de IA de Bowen fue enviado a un pequeño aeródromo en las afueras de Perth (a cierta distancia de Dundee) que era totalmente inadecuado para la instalación. Sin embargo, comenzaron a llegar radares y aeronaves, junto con nuevas solicitudes del Arma Aérea de la Flota para equipar algunas de sus aeronaves con ASV en aviones Swordfish y Walrus. ^{[ 27 ]}

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 usaría los tubos DET12 y TY120 más antiguos. Esto significaba que el ASV sería algo más avanzado que el AI. ^{[ 23 ]}

Otro encuentro fortuito tras la reunión llevó a Bowen a probar un nuevo material, el polietileno , de Imperial Chemical Industries (ICI), que produjo un excelente cable coaxial y resolvió eficazmente los problemas eléctricos que habían estado teniendo. Pronto se empezó a utilizar en toda la industria. ^{[ 28 ]}

El primer ASV que utilizaba piezas de producción se ajustó manualmente a un Walrus y se envió a Gosport para su prueba. Esta versión operaba a una  longitud de onda nominal de 1,5 m, a 214  MHz. ^{[ 23 ]} Volando a tan solo 6,1 m (20 pies ) sobre el agua, el radar detectaba fácilmente barcos en todo el Solent. Louis Mountbatten presenció este desempeño e inmediatamente ordenó que se instalara uno en su destructor, el HMS Kelly . La Armada pronto retomó el desarrollo como el Tipo 286, y finalmente se instalarían 200 unidades de este tipo en destructores y torpederos. ^{[ 29 ]} 

Mientras tanto, Bernard Lovell había llegado a Perth y, gracias a sus contactos en el Ministerio del Aire, logró convencerlos de que el lugar no era adecuado para su trabajo. Se seleccionó una nueva ubicación en la base aérea de St. Athan, en Gales, y el equipo se instaló en un hangar del aeródromo en noviembre de 1939. Las condiciones resultaron ser poco mejores que en Perth, y el equipo se vio obligado a trabajar a temperaturas bajo cero, ya que las puertas del hangar debían permanecer abiertas. No obstante, a finales de diciembre habían logrado instalar 17 radares AI en Blenheims y 3 ASV en los Lockheed Hudson del Comando Costero recién llegados . En enero, esta cifra aumentó a 18 AI y 12 ASV, números que continuaron incrementándose durante el año. ^{[ 30 ]}

A principios de 1940, los Hudson llegaban a razón de dos o tres por semana, y las tripulaciones podían instalar rápidamente los sistemas gracias al fácil entorno de trabajo en el gran fuselaje . En ese momento, el equipo era lo suficientemente grande como para enviar un pequeño grupo a Pembroke Dock , donde el Escuadrón N.° 10 de la RAAF operaba el Short Sunderland . ^{[ 31 ]} El grupo pudo instalar rápidamente el ASV Mk. I en estos aviones, seguido del Consolidated Catalina , que también acababa de empezar a llegar. Mientras tanto, Robert Hanbury Brown y Keith Wood comenzaron a entrenar a las tripulaciones sobre cómo usar mejor los sistemas. ^{[ 30 ]}

Los vuelos de prueba comenzaron a finales de 1939 y se utilizaron operativamente en los primeros meses de 1940. Pasaría algún tiempo antes de que los conjuntos AI Mark IV relacionados entraran en funcionamiento en julio de 1940, convirtiendo al ASV en el primer sistema de radar aerotransportado operativo del mundo. ^{[ b ]} Al principio, las tripulaciones consideraron que el sistema era relativamente inútil para los ataques, ya que no podían detectar de forma fiable los submarinos, los únicos barcos alemanes en la zona. Las pruebas habían demostrado que el alcance máximo de detección de un submarino en superficie era de aproximadamente 5,5 millas (8,9 km) , por lo que en un estado de mar agitado con un alcance mínimo de 4,5 millas, esto dejaba poco margen para la detección. ^{[ 32 ]} Pero sí encontraron los conjuntos útiles para mantener la posición sobre los convoyes, así como para navegar observando los retornos de los acantilados marinos. ^{[ 30 ]}  

Pero el dispositivo se volvió extremadamente útil después de que el comandante de escuadrón Sidney Lugg instalara un transpondedor IFF Mark II en la base, sintonizado para operar en las frecuencias ASV. El sistema IFF emitía un breve pulso de señal de radio cada vez que detectaba el pulso de uno de los radares ASV, y su señal era tan potente que las tripulaciones podían captarla a 50 o 60 millas (80-97 km) de la base, lo que hacía que el vuelo de regreso a la RAF Leuchars fuera mucho menos accidentado. Las tripulaciones comenzaron a llamar a la baliza "Madre". ^{[ 31 ]}  

En febrero de 1940 se recopiló una serie de informes de combate iniciales para comprender mejor cómo mejorar el sistema. Para entonces, el Mk. I también se había instalado en los aviones Blackburn Botha y Bristol Beaufort . Los informes señalaban que el sistema era útil para detectar barcos de noche o con mal tiempo, pero adolecía del hecho de que los buques enemigos solían navegar cerca de la costa, donde las señales procedentes de tierra a menudo enmascaraban las señales del barco. También era útil para guiar un ataque cuando la capa de nubes estaba por debajo de los 460 m (1500 pies ) , ya que podían lanzar un ataque sin ser detectados. ^{[ 33 ]} 

Basándose en las experiencias de las unidades Mk. I en el campo de batalla, en enero de 1940 Gerald Touch comenzó a diseñar un nuevo juego mientras trabajaba en la RAE. Hanbury Brown se unió a él en febrero de 1940. ^{[ 34 ]}

El nuevo diseño del ASV Mk. II era esencialmente una versión racionalizada y optimizada del Mk. I, con pocas diferencias en cuanto a la electrónica, pero considerables en cuanto a la disposición, el cableado y la construcción. Entre los cambios se encontraba la separación de la electrónica del receptor de la pantalla, de modo que cualquiera de ellas pudiera repararse intercambiándolas por separado, y el uso de una selección de conectores eléctricos estándar en todos los cables. ^{[ 33 ]}

Como resultado, el Mk. II fue mucho más fiable que el Mk. I; no ofreció un mayor rendimiento, pero lo mantuvo a pesar del servicio rudo y fue mucho más fácil de reparar en el campo. ^{[ 34 ]} El único otro cambio importante fue trasladar la frecuencia operativa de 214  MHz a 176  MHz porque se descubrió que los Mk. I interferían con las radiobalizas navales . ^{[ 33 ]}

Se realizó un pedido de 4000 unidades a EKCO y Pye. Por razones desconocidas, las negociaciones del contrato requirieron un tiempo considerable para su finalización, y durante toda la producción compitió por la prioridad con las unidades AI y Chain Home Low , que también utilizaban la tira de Pye. Las primeras unidades Mk. II comenzaron a llegar en el verano de 1940, y para octubre de ese mismo año, se habían entregado 140 transmisores, 45 receptores y 80 pantallas. A finales de marzo de 1941, la cantidad había aumentado a 2000 transmisores y 1000 receptores. ^{[ 35 ]}

El Mk. II logró su primer éxito el 30 de noviembre de 1940 cuando un Whitley Mk. VI dañó al U-71 en el Golfo de Vizcaya . ^{[ 36 ] [ c ]} El 26 de mayo de 1941, un Fairey Swordfish equipado con Mk. II detectó al Bismarck mientras intentaba regresar a Francia para reparaciones. ^{[ 37 ]} Esta detección condujo al hundimiento del Bismarck al día siguiente. [ 38 ^{] A mediados} de 1941 , el radar ASV había aumentado los ataques diurnos contra submarinos en un 20%, e hizo posibles los ataques nocturnos por primera vez. El primer ataque nocturno exitoso contra un submarino fue llevado a cabo por un Swordfish el 21 de diciembre de 1941. ^{[ 39 ]}

El ASV no había sido diseñado para detectar submarinos, pero las pruebas realizadas a finales de 1939 por los Hudson del Escuadrón n.º 220 de la RAF contra el HMS L27 demostraron que era posible detectar submarinos en superficie a un alcance limitado y en condiciones de mar en calma. ^{[ 40 ]}

Los experimentos demostraron que el principal problema que causaba el corto alcance era la baja ganancia de las antenas. Dada la baja velocidad de la aeronave, por lo que la resistencia aerodinámica no representaba un problema significativo en comparación con la función de 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 bajo las alas, apuntando hacia afuera en su punto de media potencia , generalmente 22,5  grados. Denominadas ASV de largo alcance, o LRASV para abreviar, las nuevas antenas estuvieron disponibles para su instalación en 1940. ^{[ 40 ]}

Poco después de mudarse a St. Athan en 1939, Hanbury Brown recibió una solicitud para instalar el sistema ASV en el bombardero Armstrong Whitworth Whitley , que ya no era competitivo y se estaba destinando 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, apuntando hacia los lados en lugar de hacia adelante. Esta "matriz lateral" permitía a la aeronave explorar amplias zonas del océano a ambos lados simultáneamente, una gran mejora con respecto al diseño anterior que solo apuntaba hacia adelante. ^{[ 40 ]}

La antena de banda lateral ofrecía una ganancia aproximadamente 2,5 veces mayor que la del sistema original. Esto le permitía detectar buques de tamaño moderado a 64 km (40 millas ) y submarinos en superficie a entre 16 y 24 km (10 y 15 millas ) , un avance enorme con respecto a las antenas del modelo Mk. I. La aeronave podía escanear las aproximaciones a un convoy volando a 16 km (10 millas) a un lado del mismo, recorriendo una franja de 32 km (20 millas) de ancho. Los submarinos no eran lo suficientemente rápidos como para cruzar esa distancia antes de que la aeronave regresara para realizar otro barrido. Se consideró la posibilidad de incorporar una pantalla especial para facilitar la interpretación, pero finalmente entró en servicio utilizando la pantalla ASV original. ^{[ 41 ]}   

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 a Estados Unidos de los numerosos avances tecnológicos que se estaban produciendo en el Reino Unido. El Reino Unido sufría escasez de mano de obra y capacidad de producción, problemas que Estados Unidos podía resolver fácilmente. También esperaban obtener acceso a la mira de bombardeo Norden , que estaba varios años por delante de su versión, la Mira Automática de Bombardeo . ^{[ 42 ]} Sin embargo, se creía que los conceptos de radar se encontraban entre los más avanzados del mundo, y entregárselos a Estados Unidos significaría renunciar a algunas de las mejores ideas del Reino Unido, que serían explotadas por lo que entonces aún era un país no alineado. ^{[ 43 ]}

Finalmente, Winston Churchill desestimó personalmente cualquier objeción restante y encargó a Henry Tizard que se encargara de los preparativos. Tras considerar las numerosas tecnologías en desarrollo, el equipo de Tizard seleccionó cuatro para llevar consigo: el AI Mk. IV, el ASV Mk. II, el IFF Mark II y el nuevo magnetrón de cavidad que hizo que los radares fueran mucho más pequeños y potentes. También estaban al tanto de otras tecnologías y se les permitió hablar sobre ellas, incluyendo el motor a reacción y los conceptos iniciales de la bomba nuclear detallados por el Comité MAUD . ^{[ 44 ]}

Por diversas razones, el equipo de la misión viajó primero a Canadá, donde se reunieron con miembros del Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) en Ottawa . ^{[ 45 ]} Allí se sorprendieron al saber que en septiembre de 1939 el NRC había comenzado a trabajar en un radar ASV utilizando un radioaltímetro adaptado , fabricado por Westinghouse Electric en Estados Unidos. Este aparato funcionaba en la longitud de onda relativamente corta de 67  cm, aproximadamente la mitad de la del  aparato británico de 1,5 m. Un prototipo estaba en funcionamiento en noviembre y estaba progresando. ^{[ 46 ]}

La misión Tizard estuvo en Ottawa solo dos días antes de partir hacia Washington. Durante ese tiempo, los equipos de radio del NRC estudiaron minuciosamente la unidad ASV, tratando de aprender todo lo posible sobre su diseño antes de que partiera hacia los EE. UU. Esto dio lugar a un debate sobre si continuar 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. ^{[ 47 ]}

La llegada de la Misión a Washington inicialmente deparó sorpresas similares cuando el equipo descubrió que el Ejército y la Armada de los EE. UU. habían desarrollado radares similares a los británicos Chain Home y Chain Home Low. Sin embargo, la Armada de los EE. UU. se quejó de que sería mucho mejor si los radares funcionaran en frecuencias de microondas y explicó su frustración porque los dispositivos de microondas existentes tenían 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. ^{[ 48 ]}

Este evento rompió el hielo y pronto los dos equipos comenzaron a planificar un cronograma completo de desarrollo y producción para todos los diseños británicos. Finalmente, se acordó que las empresas estadounidenses comenzarían a producir los  conjuntos ASV y AI de 1,5 m mientras iniciaban la investigación de nuevos radares que utilizaran el magnetrón. ^{[ 48 ]} En última instancia, las partes de ambos países acordaron que Research Enterprises Limited (REL) en Toronto construiría la unidad británica ASV tal cual, construyendo una nueva fábrica para su fabricación. Finalmente se produjeron varios miles de unidades, vendidas en su mayoría a Estados Unidos. ^{[ 47 ]}

A pesar de la capacidad del sistema para detectar submarinos de noche, atacarlos no era tarea sencilla. Tras localizar la posición aproximada en el conjunto de antenas laterales, el objetivo se trazaba en un mapa y la aeronave maniobraba para comenzar a aproximarse utilizando las antenas frontales. Estas tenían menor ganancia y detectaban el submarino a distancias más cortas, por lo que existía la posibilidad de que el submarino escapara al cambiar de la aproximación lateral a la frontal. ^{[ 49 ]}

Pero el verdadero problema era que el alcance mínimo del radar era de aproximadamente 1000  yardas como máximo; a distancias más cortas, las señales del objetivo se mezclaban con la señal residual del transmisor y se volvían invisibles debido al ruido electrónico y la dispersión en el agua. Desafortunadamente, 1000  yardas era un alcance demasiado grande para que el submarino pudiera ser detectado visualmente de noche, excepto en condiciones perfectas, como la luna llena. El mismo problema afectaba también a los radares de 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 intentar resolver esta "controversia del alcance mínimo", hasta ahora sin éxito. ^{[ 50 ]}

Mientras continuaba este trabajo, se introdujo una nueva solución. Humphrey de Verd Leigh , un oficial de personal de la RAF, ideó el sistema tras hablar con tripulantes que regresaban y conocer el problema del corte de corto alcance. Instaló un reflector en un contenedor aerodinámico con una lente que dispersaba el haz para cubrir 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 de la pantalla del radar, iluminando el objetivo y permitiendo realizar visualmente los últimos segundos de la aproximación. ^{[ 51 ]} 

En marzo de 1941 comenzaron a intentar adaptarlo a un Vickers Wellington , y tras algunos esfuerzos, se logró que volara 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 un uso similar en cazas nocturnos. Este no era tan potente como la versión de Leigh, pero era más pequeño y ya estaba disponible en cierta cantidad. A pesar de los grandes esfuerzos, el Turbinlite nunca funcionó satisfactoriamente. No fue hasta finales de 1941 que el Ministerio lo admitió y retomó el diseño original de de Leigh. Él había continuado desarrollándolo en secreto durante este tiempo. ^{[ 52 ]}

Los primeros ejemplares de la luz Leigh comenzaron a aparecer a principios del verano de 1942. El primer éxito se produjo el 5 de julio de 1942, cuando un Wellington del Escuadrón n.º 172 de la RAF hundió el U-502 . A partir de ese momento, la combinación del ASV Mk. II y la luz Leigh demostró ser extremadamente eficaz. A finales del verano, se atacaban tantos submarinos que abandonar la base de noche, algo que antes era completamente seguro, se consideraba ahora un suicidio. Los alemanes se vieron obligados a abandonar sus bases durante el día para poder al menos ver los aviones atacantes y presentar batalla, pero esto resultó poco más seguro. ^{[ 53 ]}

Mientras el Mk. II estaba en pleno auge, a finales del verano de 1942, las tripulaciones regresaron a la base afirmando que tras detecciones exitosas de submarinos alemanes, estos desaparecían al aproximarse. Rápidamente se dedujo que los alemanes instalaban detectores de radar en sus submarinos y se sumergían al ver un avión aproximarse. ^{[ 54 ] [ 49 ]} Esta posibilidad se había considerado en octubre de 1941, pero en ese momento no parecía haber motivo para dejar de usar el ASV. ^{[ 55 ]}

El detector, conocido como "Metox" por la empresa parisina que lo fabricaba, era un sistema sencillo. Al recibir un pulso en la frecuencia correcta, enviaba un breve pulso de audio a los auriculares del operador de radio. El operador podía escuchar la intensidad y el patrón de las señales para determinar si la aeronave se aproximaba. ^{[ 54 ] [ d ]}

Tras estudiar las estadísticas de ataques ocurridos durante 1942 en el Golfo de Vizcaya, la RAF pudo determinar que el sistema se había introducido en junio y que para septiembre ya se había generalizado. Comparando la distancia a la que se detectaba el submarino y la distancia a la que se perdía, calcularon que hasta el 50 % de los submarinos se sumergían antes de que el ASV los detectara. Lo que antes se consideraba un problema menor, ahora era claramente un problema significativo. ^{[ 55 ]} Por primera vez desde la introducción del ASV, las pérdidas de buques volvieron a aumentar. ^{[ 56 ]}

Los efectos se resumieron en un estudio de principios de 1943. Este estudio demostró que, antes de la introducción del Metox, un avión sin radar tardaba 135 horas en el aire por cada submarino detectado, mientras que uno equipado con ASV detectaba uno cada 95 horas de vuelo. A partir de octubre, cuando el Metox se generalizó, los aviones con ASV tardaban 135 horas, lo que aparentemente significaba que el Metox había vuelto inútil al 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. ^{[ 56 ]}

En diciembre de 1942 se produjo un breve respiro en los efectos del Metox, cuando los criptógrafos británicos lograron nuevamente descifrar el Enigma naval y las pérdidas de submarinos comenzaron a aumentar de nuevo debido a las interceptaciones que revelaban sus posiciones y órdenes. Esto se combinó con una información falsa clave, difundida por un oficial británico capturado, quien afirmó que sus aviones estaban equipados con un dispositivo para escuchar las señales muy débiles emitidas por la etapa de frecuencia intermedia del Metox. ^{[ 57 ]} Esto llevó a que a principios de 1943 el Alto Mando Naval alemán ordenara desactivar el Metox, lo que permitió que el Mk. II volviera a ser efectivo durante un tiempo. ^{[ 58 ]}

Otro intento por mejorar el rendimiento del sistema fue la introducción de un nuevo transmisor, el T.3140. Este producía más de diez veces la señal, con un promedio de 100 kW por pulso, lo que aumentaba el alcance y el rendimiento generales. Esto requería un alternador  más potente y el conjunto del transmisor pesaba el doble que el T.3040 original. ^{[ 56 ]}

El sistema se instaló en seis submarinos Sunderland, bajo la denominación Mark IIA, en la primavera de 1943. Si bien el sistema demostró un alcance mucho mayor, se descubrió que la señal reflejada por las olas también era mucho más potente. Para entonces, el sistema Metox era universal, y la señal adicional proporcionaba a los submarinos un tiempo de alerta considerablemente mayor. Finalmente, solo se construyeron doce unidades del sistema. ^{[ 56 ]}

Otra solución al problema del Metox se implementó en el sistema "Vixen". Esto permitió atenuar la intensidad de la señal del transmisor del ASV. Al sincronizar cuidadosamente este proceso, el operador del radar podía engañar al operador de radio del submarino haciéndole creer que la aeronave se alejaba. Esto tuvo poco efecto en el rendimiento del radar a medida que se aproximaba al objetivo, ya que incluso con una señal menos potente, la reducción del alcance compensaba con creces cualquier pérdida de potencia debida a la atenuación. ^{[ 56 ]}

Las primeras pruebas del Vixen se llevaron a cabo en junio de 1943 y, en general, fueron exitosas, aunque con algunos problemas. El principal fue que la atenuación se debía a una antena en cortocircuito, y al ajustarla, la carga del transmisor cambiaba, lo que provocaba variaciones en la señal de salida. Finalmente, estos problemas no se consideraron importantes y se sugirió su instalación 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 asumido el control en gran medida. El Vixen no se utilizó operativamente. ^{[ 59 ]}

Tras la invención del magnetrón de cavidad a principios de 1940, todas las fuerzas británicas comenzaron a desarrollar radares que utilizaban este sistema, el cual generaba microondas con una longitud de onda de aproximadamente 10  cm. Entre ellas 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, donde la S significa "sinimétrico". ^{[ 60 ]} Las pruebas realizadas en abril de 1941 con dispositivos de montaje rápido contra el HMS Sealion demostraron que podían detectar submarinos semisumergidos a varias millas de distancia. ^{[ 61 ]}

En junio de 1941 se aprobó una solicitud formal al Director de Desarrollo de Comunicaciones (DCD, entonces dirigido por Robert Watt) para formar un grupo independiente para desarrollar el 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 observó que "el ASV vio [el pequeño barco] Titlark a 12 millas". ^{[ 61 ]} Esto llevó a la firma de contratos con Ferranti y Metropolitan Vickers (Metrovick) para convertir el ASV provisional 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 hasta la primavera de 1943. ^{[ 62 ]}

Durante todo este período, Hanbury Brown estuvo convencido de que el H2S también podría utilizarse para tareas antibuque, con las modificaciones adecuadas. Los principales problemas consistían en reducir el tamaño de la antena para que cupiera en los aviones más pequeños del Comando Costero y modificarla para que enviara la señal más hacia adelante en lugar de hacia abajo, de acuerdo con un avión que volaba a 2000 pies (610 m) de altitud en lugar de a 20 000 pies (6,1 km) . Continuó trabajando en este proyecto con los principales desarrolladores del H2S, EMI. ^{[ 63 ]} A finales de 1942, se canceló la versión ASVS del Mark III y se ordenó la producción de la versión basada en el H2S. ^{[ 62 ]}  

Tras una considerable confusión y disputa entre el Mando Costero y el Mando de Bombarderos, el ASV Mk. III comenzó 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. ^{[ 64 ]} Este fue el mismo período en el que llegaron varias tecnologías antisubmarinas nuevas, y de abril a julio, estas se combinaron para resultar en una enorme cantidad de pérdidas para la flota de submarinos. A finales de junio, las pérdidas de buques de carga por ataques de submarinos se habían reducido casi a cero. ^{[ 65 ]}

A medida que mejoró el suministro de Mk. III, los aviones equipados con Mk. II fueron enviados a teatros de operaciones secundarios donde sirvieron durante el resto de la guerra. Algunos ejemplares con las antenas dipolo originales estuvieron en servicio hasta 1943, momento en el que se les conocía como SRASV, por "Short Range" (corto alcance). ^{[ 17 ]}

Las unidades Mk. I y Mk. II eran generalmente similares electrónicamente, pero diferían en su frecuencia de operación y empaquetado. La principal diferencia radicaba en que el receptor y la pantalla de la Mk. I estaban empaquetados en una sola caja grande, lo que significaba que había que reemplazar la unidad completa si había algún problema con cualquiera de las partes. ^{[ 33 ]} Las señales también eran ligeramente diferentes: la Mk. I producía la misma  potencia de 7 kW, pero con un ancho de pulso de 1,5  μS y una PRF de 1200  Hz. ^{[ 18 ]}

El resto de esta sección trata sobre el Mk. II.

El Mk. II operaba a una frecuencia de 176  MHz ±5  MHz. Emitía pulsos de aproximadamente 2,5  μs de duración 400 veces por segundo. La potencia máxima era de aproximadamente 7  kW. Las señales se enviaban a través de un interruptor giratorio que alternaba con cada pulso, enviando y recibiendo la señal a ambos lados de la aeronave. Las señales regresaban a través del amplificador de tira Pye, y cada segundo pulso se invertía eléctricamente. ^{[ 17 ]}

Las antenas originales de "corto alcance" consistían en unipolos receptores que se extendían horizontalmente desde ambos lados del morro de la aeronave. Detrás de ellos se encontraban los transmisores, que eran unipolos similares pero que también incluían un reflector detrás. ^{[ 17 ]}

Las antenas de "largo alcance" estaban dispuestas en dos conjuntos. El transmisor era una sola antena Yagi que se extendía desde el morro, y dos antenas Yagi receptoras, generalmente bajo las alas, inclinadas hacia afuera en un ángulo de aproximadamente 15 grados. El conjunto lateral normalmente se organizaba con una cortina Sterba que recorría la parte superior del fuselaje de la aeronave, con conjuntos de dipolos que descendían por los laterales del fuselaje. ^{[ 17 ]}

El sistema completo constaba de varias cajas separadas que podían retirarse fácilmente para su mantenimiento. Las cajas principales eran el transmisor Tipo 3040 (T.3040), fabricado por EKCO, ^{[ 66 ]} el receptor, fabricado por Pye o EKCO, ^{[ 67 ]} y las "unidades indicadoras" Tipo 6 o Tipo 96, los CRT. ^{[ 68 ]}

Se utilizaron dos receptores: el primero, el R.3039, que empleaba válvulas VR95 tipo bellota, y el posterior, el R.3084, que utilizaba pentodos VR136 y triodos VR137. Tanto Pye como EKCO fabricaron ambas versiones, con algunas diferencias menores. La de EKCO incluía una salida para grabadora y otros cambios. ^{[ 67 ]}

Posteriormente, se introdujo una unidad de conmutación, la caja de acoplamiento aéreo tipo 8, que permitía conmutar una sola antena entre transmisor y receptor. Esta se utilizó en aeronaves más pequeñas, como el Fairey Barracuda , lo que redujo la complejidad de la instalación. ^{[ 69 ]}

La señal de salida del receptor se enviaba a una pantalla A-scope, donde el generador de base de tiempo desplazaba el haz verticalmente desde la parte inferior hasta la superior de la pantalla. Las señales recibidas desviaban el haz hacia la izquierda o hacia la derecha, dependiendo de qué antena estuviera activa en ese momento. El operador comparaba la longitud del pulso a cada lado para determinar cuál parecía más grande y, a continuación, utilizaba el sistema de intercomunicación para indicarle al piloto que corrigiera en la dirección correcta. ^{[ 17 ]}

Existía un gran interés por incorporar una segunda pantalla frente al piloto, para que pudiera navegar directamente sin instrucciones verbales del operador del radar. Sin embargo, a pesar de los considerables esfuerzos realizados entre 1940 y 1943, no lograron crear una versión que el piloto pudiera ver durante el día sin deslumbrarlo por la noche. Finalmente, abandonaron la idea y optaron por capacitar a los operadores para que dieran instrucciones estandarizadas. ^{[ 68 ]}

Se estudió exhaustivamente el historial de combate del Mk. II y se recopilaron estadísticas detalladas sobre su rendimiento. En condiciones operativas contra submarinos en superficie, las antenas SRASV originales tenían un alcance promedio de 5,6 millas (9,0 km) al volar a 2000 pies. Las antenas delanteras del LRASV mejoraron este alcance a 6,3 millas (10,1 km), mientras que la matriz lateral lo incrementó aún más a 6,9 millas (11,1 km) . ^{[ 70 ]} Se descubrió que volar a altitudes más bajas reducía el alcance de detección, pero también la cantidad de interferencias. ^{[ 49 ]}    

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