Radares de exploración aliados

Sistemas de armas, cañones, torpedos, minas, bombas, misiles, munición, control de tiro, radares, y guerra electrónica.

Radares de exploración aliados

Notapor José Mª Rico » 28 Ago 2009, 19:29

RADARES DE EXPLORACIÓN ALIADOS

(Artículo realizado por David Saxton y traducido por Javier Martínez)

Nota del traductor: La terminología Británica "radares de alerta" ("Warning radar") es equivalente a la terminología Norteaméricana "radares de búsqueda" ("Search radar"). Su denominación en español es "radar de exploración", y pueden ser de exploración aérea o de exploración de superficie. El artículo original en inglés se encuentra aquí: http://www.kbismarck.org/asradars.html

Radares de alerta de la Royal Navy.

Tipo 279. El primer radar usado por la Royal Navy fue el denominado Tipo 79, con el que se llevaron a cabo las primeras pruebas de mar a principios de 1939. Operaba a una longitud de onda de 7,5 metros.

El tipo 279 era una versión mejorada de este primer radar. Básicamente, se le añadió al radar Tipo 79 una unidad o módulo especial indicador de alcance y a esta adaptación, se la denominó Tipo 279. Este radar tenía 2 antenas separadas, una emisora, y la otra, receptora, colocadas en el palo trinquete (foremast) y en el palo mayor (mainmast), girando ambas a la vez.

Aunque inicialmente, el radar tipo 279 se diseñó inicialmente tanto para vigilancia y seguimiento de superficie como para alerta aérea, en la práctica, fue usado fundamentalmente para alerta aérea, y se transformó de hecho, en un radar de alerta aérea. En el frente del Pacífico, al final de la guerra, era muy apreciado por su extra largo alcance en alerta aérea.

Tipo 281. El radar tipo 281 fue diseñado como continuación del tipo 279 a finales de 1940, pero operando a una longitud de onda de 3,3 metros. Se decidió usar el Tipo 281 como un sistema de alerta aérea de largo alcance, y mantener al tipo 279 como sistema de detección y búsqueda de superficie de gran alcance. Los radares de longitudes de onda métricas tienen una capacidad única para propagarse sobre la línea del horizonte. Los antenajes se modificaron posteriormente, introduciendo la duplexión (duplexing), o capacidad de una misma antena para emitir y recibir a la vez, de manera que la antena del tipo 279 era la que estaba en el palo trinquete, y la antena del tipo 281 era la que estaba situada en el palo mayor. La resolución en alcance era de 450 metros.

Según Derek Howse, algunos buques de guerra Británicos, retuvieron el radar Tipo 279 primitivo, sin duplexión, y por tanto, no tenían al mismo tiempo sistemas Tipo 279 y 281 con duplexión. Para el ojo entrenado, era posible identificar a los buques de la clase KGV a partir de las antenas del palo mayor de los distintos buques. El KGV tenía el Tipo 279 en el palo mayor, mientras que el resto de la clase tenía el Tipo 281 en su lugar.

Ambos tipos, el 279 y el 281, fueron como podemos ver, enfocados fundamentalmente para la búsqueda aérea. Se aplicó el sufijo B a ambos tipos de radar, al Tipo 279 y al 281, cuando llevaban una única antena emisora y receptora a la vez (sistema duplexor). Sin embargo, en ningún buque se instaló a la vez el Tipo 279 B y el 281 B. tuvieron uno u otro, pero no ambos al mismo tiempo.

Tipo 286. Se necesitaba proveer de radar a buques de guerra de pequeño tamaño, por lo que el radar de exploración aire superficie montado en aviones con una longitud de onda de 1,5 metros fue adaptado para montarlo en buques de superficie, y se transformó en el Tipo 286. Los modelos iniciales no tenían antena móvil. A pesar de ello, el radar Tipo 286 fue usado para atacar unos pocos U-Boote a finales de 1940, aunque no fue particularmente útil para el uso frente a los U-boote. La versión con antena móvil, se pasó a denominar Tipo 286 P. Una última variante del tipo 286 P, pero con mayor potencia de emisión, se denominó Tipo 290.

Los radares arriba mencionados, de onda métrica, eran virtualmente inútiles en la guerra contra los sumergibles Alemanes, por dos razones fundamentales. La primera, era que debido al hecho del uso de longitudes de onda tan largas. Amplitudes de haz lo suficientemente estrechas no podían obtenerse con estas longitudes de onda, si no era por medio del uso de enormes antenas. Haces de una anchura de 20º eran muy comunes. El segundo problema era el denominado “emborronamiento” o “Clutter” marino. Las olas en el océano pueden alcanzar alturas de 1/2 de la longitud de onda de los radares de onda métrica, de manera que las olas actúan como dipolos de reflexión. Esto hace virtualmente imposible detectar un submarino en superficie cuando el mar está picado con estos radares. Los radares de ondas decimétricas, y centimétricas no tienen este problema. Está completamente comprobado que si no se hubiera desarrollado una alternativa centimétrica durante 1940, se habría desarrollado un radar de exploración basado en los radares de control de tiro y apuntado de una longitud de onda de 50 cm.

Cabe destacar que los radares Tipos 286 y 286 P, se mostraron prácticamente inútiles frente a objetivos en superficie durante la guerra.

Tipos 271 y 273. El radar Tipo 271 fue el primer radar centimétrico funcionado a 10 cm de longitud de onda. Fue puesto en servicio rápidamente, llevándose a cabo las pruebas de mar entre Marzo y Abril de 1941, siendo completamente operativo en Septiembre, y en Octubre de 1941 había aproximadamente 30 unidades operativas, todas ellas de pequeño tamaño, fundamentalmente en escoltas ASW para convoyes.

No sólo podía detectar submarinos en superficie hasta una distancia de 3.500 yardas (3.200,40 metros), sino también los periscopios. La antena estaba formada por 2 medias parábolas con guiaondas, apiladas una encima de la otra (llamadas coloquialmente “quesos”, porque se asemejaban a raciones de queso a las que hubieran vaciado por el lateral) encapsuladas dentro de un cilindro de plástico, denominado “faro” o “linterna” (Lantern). El ancho del haz era de unos 6º (aproximadamente igual que el de un radar “Seetakt” alemán contemporáneo). La resolución de alcance era de 225 metros. Unos pocos acorazados fueron dotados del radar Tipo 271 a finales de 1941, debido a que el radar Tipo 273, destinado a cruceros y acorazados, se retrasó en su entrega.

El radar Tipo 273 difería del Tipo 271 en el antenaje. La antena tenía 2 platos de 90 cm de diámetro colocados uno al lado del otro, en un montaje común estabilizado por giroscopios. La mayor ganancia de la antena en el Tipo 273, resultó en un mayor alcance que el del Tipo 271 (26.000 yardas frente a una acorazado para el Tipo 271).

Podemos observar que la Royal Navy, tenía en Mayo de 1941, casi una docena de radares instalados en buques, a diferencia de los Alemanes, con uno o dos tipos de radares multipropósito, sin embargo, también se debe destacar que, hasta la aparición del radar Tipo 271 de 10 cm, no tuvieron un radar de búsqueda de superficie que fuese equivalente al “Seetakt”.

Ambos sets, tanto el Tipo 271 como el 273, inicialmente fueron dotados de pantallas de tipo “A” hasta mediados de 1943, cuando fueron sustituidas por pantallas PPI. El modelo tardío Tipo 273Q instalado en el DoY detectó al “Scharnhorst” a una distancia de 23 millas náuticas (42.596 metros). La variante denominada 273Q, tenía por fin un sistema de imagen tipo PPI, y su potencia se incrementó a 70 o 100 Kilowatios, según la amplitud de pulso o frecuencia de repetición de pulso (PRF). Podía usarse la opción de amplitud de pulso corta, o bien la opción de amplitud de pulso más larga, para un mayor alcance. Si se utilizaba la opción de amplitud de pulsos corta, la resolución en marcación mejoraba, pero el alcance era mucho menor.


Tipos 277 y 293. En 1944, los buques de guerra más grandes comenzaron a ser equipados con el nuevo radar Tipo 277. El Tipo 277 se caracterizaba por tener un único plato como antena en un montaje giroestabilizado, que podía inclinar el plato para poder determinar también la altitud del avión atacante. El radar Tipo 277 además, utilizaba un tipo especial de pantalla PPI, denominada Skiatron. Se utilizaba para rastrear aviones y para exploración de superficie, aunque su uso estaba mucho más enfocado al papel de detección aérea. En 1945, el Tipo 279 fue sustituido por fin por el nuevo radar centimétrico Tipo 293. El radar Tipo 293 fue usado por tanto, de manera conjunta con el radar Tipo 277, con una mayor dedicación a la exploración de superficie.

El radar Tipo 293 usaba una pequeña antena reflectiva con una forma similar a la de paleta curvada (curved blade), similar a la del radar norteamericano SG. Podía colocarse en el palo trinquete, retirando al Tipo 279. Un acorazado de la clase KGV en 1945 tenía, habitualmente un radar Tipo 293 en lo alto del palo trinquete, y la antena del Tipo 277 en los refuerzos en estrella del palo trinquete, junto con un set Tipo 281 mejorado, todavía en lo alto del palo mayor.

El uso de los tipos 277 y 293 de manera conjunta resultó de la intención de obtener un nuevo radar de alerta, que fuese útil frente a objetivos de superficie y aéreos, todo en una sola unidad, muy compacta. Una nueva generación de radares de alerta de una longitud de onda de 10 cm, apareció como Tipo 276 a finales de 1944 en algunos destructores, para reemplazar a los anteriores modelos Tipos 271 y 273. El problema principal con el 276 es que no era capaz de detectar y rastrear adecuadamente aviones a gran altura, aunque su rendimiento en detección de superficie era muy bueno. Se decidió entonces, a través de un comité, el sustituir (o más bien, convertir) el radar Tipo 276 por el Tipo 293, con un nuevo diseño de antena, capaz de inclinarse (tilt). El tipo 293 terminó convirtiéndose en un muy buen radar de rastreo de aviones a gran altitud, aunque no era un buen radar de rastreo de aviones a baja altitud.

El radar Tipo 277 era bueno detectando y rastreando aviones volando a baja altitud, además de tener buenas prestaciones de detección de buques, aunque recibió bastantes críticas, debido a que era necesario detener la rotación continua de la antena para que el radar pudiera obtener la altura del avión. Con la antena detenida, y enfocada sobre el objetivo, la visión panorámica del PPI se perdía de manera temporal. Es más, forzado a ser usado en la tarea de dirección de cazas embarcados, al final de la guerra en los portaaviones, no podía hacer este trabajo adicional tan bien como un radar especialmente diseñado para este cometido.

Radares de búsqueda de la USN.

Tipos CXAM, SC y SK. Estos tres modelos están basados en el mismo diseño de sistema básico de longitud de onda correspondiente a 1,5 metros. Todos estos radares fueron construidos por la compañía RCA, basados en un prototipo previo desarrollado por el “Naval Research Lab” (Laboratorio de Investigación de la Marina), denominado XAF. El prototipo XAF fue probado por primera vez en los primeros meses de 1939, y la marina quedó muy impresionada e interesada en el nuevo radar puesto que era capaz de seguir en vuelo los proyectiles así como puntear (spot) el lugar de caída del proyectil. El máximo alcance era de 16.000 yardas (14.630,40 metros).

CXAM fue la primera versión de producción operativa, de la que las primeras unidades fueron destinadas a los portaaviones de la flota del Pacífico durante el año 1941. Se demostró muy útil y valioso durante las primeras batallas en las que estuvieron involucrados portaaviones, siendo además un protagonista principal en ellas.

El modelo SC usaba una antena de pequeño tamaño, por lo que podía montarse en pequeños buques de guerra. Sin embargo, el pequeño tamaño de la antena dio como resultado una pobre capacidad de resolución en demora. A pesar de ello, el radar SC fue usado a lo largo de toda la guerra.

El radar SK, por el contrario utilizaba un antenaje o sistema directivo (array), mucho más grande, que utilizaba una disposición de dipolos tipo “colchón” (mattress) (la cama de muelles volante), o también en forma de plato (dish). El mayor tamaño de las antenas del modelo SK y su mayor ganancia redundaron en aumento considerable del alcance efectivo del radar comparado con el del modelo SC. Como comparativa, el modelo SC podía detectar un acorazado a 37.800 yardas (34.564,32 metros), mientras que el modelo SK extendió esta capacidad hasta las 50.000 yardas (45.720 metros). El SK utilizaba una pantalla PPI en lugar de una del tipo “A”, y se convirtió en el principal radar de exploración de la USN durante la segunda guerra mundial. Según la USN daba una resolución en demora de 10º, y en alcance 500 yardas. He dudado en poner la precisión en alcance, porque parece fuera de línea, en el rango de +/- 1.000 yardas (914,40 metros).

SG. El modelo SG, construido por la compañía Raytheon, es descrito a veces como el radar naval más importante de la segunda guerra mundial. Esta afirmación es probablemente correcta, al menos para las cruciales batallas desarrolladas en Guadalcanal. El SG daba un mejor uso de la tecnología de 10 cm de longitud de onda dada por los británicos, que el propio radar británico Tipo 271, en gran medida, gracias a que usó desde el principio, un sistema de visualización tipo PPI (Plan Position Indicator o Indicador de Posición Plano) desde el principio. Este es el tipo de pantallas de radar que comúnmente vemos en las películas. El sistema de visualización tipo PPI era mucho más fácil de interpretar que el sistema de visualización tipo “A”. Si una persona era capaz de interpretar un mapa, entonces podía entender la información mostrada en una pantalla tipo PPI. Sin embargo, un fallo encontrado en las primeras series fabricadas del SG fue que la pantalla PPI estaba en el habitáculo habilitado para el radar y el comandante del buque no podía verlo en el puente de mando, o en un CIC (un error que los alemanes no cometieron cuando utilizaron sus sistemas de radares tipo Berlin en sus distintas variantes).

Un sistema de visualización tipo PPI no es tan exacto como un sistema de visualización tipo “A”, pero el radar SG era adecuadamente preciso incluso con el indicador tipo PPI, teniendo una precisión en alcance de aproximadamente +/- 150 yardas (137,16 metros). La resolución para el alcance era de 500 yardas (457,2 metros) (aunque con el sistema de visualización tipo “A”, la resolución aumentaba hasta sólo 300 yardas o 274,32 metros de error). La antena, aunque de pequeño tamaño, era capaz de proporcionar un haz (beam) de una anchura de 5º con una longitud de onda de 10 cm. El alcance medio era de unas 40.000 yardas (36.576 metros). El SG podía detectar un submarino en superficie a 12.000 yardas (10.972,80 metros), y un periscopio a 4.000 yardas (3.657,60 metros). La antena era de tipo reflectivo, con una forma similar a la de una pequeña paleta curvada (curved blade), y era lo suficientemente pequeña como para poder ser montada prácticamente sobre cualquier lugar conveniente, incluyendo el mástil de un pequeño buque de guerra.

Hacia mediados de 1943 entró en servicio la variante denominada SG-I. Esta variante tenía múltiples pantallas PPI esclavas en varias partes del buque, así como la potencia de salida se aumentó hasta los 50 Kw. Intento evitar poner mucho énfasis en la potencia de salida, ya que, por sí misma, no tiene ningún significado. Para que el incremento en la potencia de salida del radar tenga total significado, debe estar correlacionado con otros factores adicionales, como son la longitud de onda, ancho de banda, relación de relación de mínima señal frente a ruido, ganancia de la antena, temperatura del ruido y otros más.

SJ. El SJ era un radar activo, para uso en submarinos, diseñado por los laboratorios Bell. Fue un componente tremendamente importante de la campaña de submarinos Norteamericanos en el Pacífico. El primer set se hizo a la mar a finales de 1942. El radar SJ trabajaba en una longitud de onda de 10 cm y usaba una pantalla tipo PPI. La antena fue diseñada por el NRL. El guiaondas de la antena, estaba diseñado para ser impermeable al agua (waterproof), de manera que pudiera dejarse en la vela del sumergible, y no necesitara arriarse o estibarse (stowed) si éste se sumergía. Se asemejaba a una antena radar tipo SG miniaturizada. El minúsculo tamaño de la antena del radar SJ que el ancho de haz horizontal era casi del doble de tamaño, a pesar de tener la misma longitud de onda. El ancho de haz horizontal era de unos 9º. El alcance de detección de unidades en superficie era de aproximadamente 10.000 yardas (9.144 metros). Estas prestaciones de alcance, pueden parecer no muy buenas, sin embargo eran muy comunes en radares instalados en sumergibles durante la segunda guerra mundial. Los radares de submarinos necesitan usar antenas muy compactas, y habitualmente operan a sólo un par de metros de altura sobre la superficie del mar.

SD. El SD era un radar de alerta temprana de onda métrica para uso en submarinos. Operaba a una longitud de onda de 2,65 metros. La precisión y resolución del radar no eran buenas, pero para su misión no eran necesarias. Su principal misión era la de detectar aviones que se acercaran y permitir al sumergible sumergirse antes de que el propio avión enemigo detectara al sumergible, o bien a través de el radar del avión, o visualmente. El radar SD encontró poco uso en el Pacífico, e incluso algunos comandantes de submarino simplemente lo ignoraban, debido a que el Japón raramente empleó de manera eficaz a la aviación como arma antisubmarina.

Esfuerzos Franceses.

La marina francesa comenzó a interesarse por ciertos rumores sobre sistemas de radio detección en 1939, y la firma francesa SFR (Societe Franchise Radio-Electrique) en París, comenzó a realizar algunos experimentos. La SFR tenía como empleado al célebre investigador H. Gutton.

Usando un magnetrón de 12 segmentos, los primeros dispositivos produjeron potencias de salida de 6 Watios a 10 cm de longitud de onda, y de 10 Watios a 16 cm de longitud de onda. Usando técnica de pulsos, la potencia era de hasta 50 Watios operando a una longitud de onda de 16 cm, justo antes de la caída de Francia en 1940. Este dispositivo demostró la capacidad de detectar un acorazado a una distancia de 10.000 metros. Gutton probó un cátodo de óxidos, en lugar de un cátodo de wolframio toriado, y consiguió un aumento de la potencia de un factor de 10, hasta 0,5 Kw. Debido a que Francia fue derrotada, estos resultados fueron cedidos a Megaw, en Inglaterra, resultando en que Megaw insistiese en modificar el magnetrón de cavidad resonante británico para incluir un cátodo de óxidos de gran tamaño.

La marina de Vichy intentó proseguir de manera clandestina el desarrollo del dispositivo de la SFR trabajando a 16 cm. Se conoce poco sobre estas investigaciones, aunque hay algunas fuentes afirman que dicho dispositivo era capaz de detectar un acorazado a 25.000 metros en 1944. Todos los prototipos fueron destruidos junto con la documentación, cuando la flota de Vichy fue barrenada en Toulon.
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Re: Radares de exploración aliados

Notapor José Mª Rico » 01 Sep 2009, 21:53

Me gustaría añadir un par de notas sobre el uso del radar durante la caza del Bismarck en mayo de 1941.

El crucero Norfolk tenía un radar Tipo 286 P de antenas fijas y sólo proporcionaba datos por la proa. Este radar resultó practicamente inutil a la hora que mantener contacto con el Bismarck.

Por otro lado, el crucero Suffolk montaba un radar de exploración aérea Tipo 279, y un radar de tiro Tipo 284. Fue este último el que logró mantener contacto con el Bismarck prácticamente de manera ininterrumpida durante los días 23, 24 y 25 de Mayo.
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Re: Radares de exploración aliados

Notapor Karl Heidenreich » 02 Sep 2009, 03:52

No creo que, hoy por hoy, exista una persona más documentada y con mejores antecedentes que Dave Saxton en lo que a radares de la Segunda Guerra Mundial se refiere. Su trabajo es, simplemente, excelente y todos deberíamos de estar agradecidos de que decida compartirlo con nosotros.

José y Javier: gracias por la traducción. Ayuda muchísimo poderlo leer en el idioma materno.

Atte.

Karl
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Re: Radares de exploración aliados

Notapor Silverman » 29 Feb 2012, 20:59

Gran e interesante artículo José Mª, muchas gracias por traducirlo.

Realmente debo reconocer que en el campo de los radares entiendo bien poco, y ha sido un elemento que ha revolucionado la guerra naval por completo. Tengo entendido que hasta las lanchas PT de la US Navy montaban radares ligeros al final de la guerra. Fue un euipamiento decisivo para derrotar al Japón en el pacífico; la falta de radares de aviso propició su derrota en Midway, algunas en aguas de Las Salomón y en La lucha por las Filipinas, etc.

Y una de las causas de la derrota de la Reggia Marina en el Mediterráneo fue su carencia de radares.

Cualquier otra aportación técnica en este sentido será muy bien recibida por este viejo aficionado marino. :mrgreen:

Saludos y buena proa. :D
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