Vývoj radaru v Kanadě za 2. světové války

Autor: Krojc | Datum: 22. 10. 2007

Kanadské radary vlastní výroby


Když II. světová válka vypukla, na celém obrovském území Kanady neexistoval žádný výrobce, který by byl schopen produkovat radarové systémy. Jakékoliv případné požadavky na radarové vybavení měly být podle potřeby a možností pokrývány z britských zdrojů. Takovýto stav věci nepovažoval v Kanadě nikdo z vrcholných politiků a vojenských špiček za uspokojivý, a proto se National Research Council (NRC — Národní rada pro výzkum) rozhodla zahájit okamžitě samostatný vývoj vlastního radarového zařízení. Navíc podle zprávy Naval Service Headquarter (Velitelství služeb námořnictva) sídlícího v Ottawě, které mělo na starosti technickou stránku vybavení vojenských lodí, měla počtem nevelká kanadská námořní síla značné nedostatky ve vybavení technikou, tou novou a moderní zvlášť. Oficiální zpráva k tomu říká:

Naše korvety a torpédoborce mají nedostatek gyrokompasů a primitivní, nepříliš spolehlivé a účinné asdicy. Například torpédoborec HMCS Restigouche dostal svůj první radiový zaměřovač HFDF britského typu FH-3 až v roce 1942, a to jen proto, že si jej kapitán lodě vyškemral od Britů při opravě své lodě v docích v Londonderry.

Typ CSC

Označení typu CSC znamená zkratku slov Canadian, Sea, Control (Kanadský, námořní, monitorovací) a bylo použito pro prototypovou předsérii zařízení, které mělo sloužit hlavně jako předloha pro další vývoj a stalo se přímým předchůdcem tolikrát zatracovaného a současně také hýčkaného typu SW1C. Tak, jak bylo toto zařízení původně dokončeno, se skládalo ze dvou oddělených skříní. První obsahovala vysílač a napájecí část a ve druhé byl umístěn přijímač spolu se zobrazovací jednotkou — katodovou trubicí CRT. Ta měla průměr obrazovky pět palců (cca 13 cm) a sloužila k zobrazování informací o zachyceném cíli. Prototyp pracoval na kmitočtu 200 MHz, tedy s vlnovou délkou 1,5 metru. Pro uskutečnění první montáže na palubu námořní jednotky bylo nutné hned na počátku provést dva konstrukční kompromisy, oba bohužel na úkor spolehlivosti a rozlišení radaru. První úpravou bylo snížení výkonu vysílače na podstatně nižší úroveň, než bylo záměrem konstruktérů — to kvůli absolutnímu nedostatku potřebného typu elektronek pro tak vysoký výkon; druhým stejně nepovedeným zásahem bylo použití pevné antény místo otočné.


Radar SW1C na fregatě HMCS Montreal 7. února 1944. Vedle levé ruky operátora volant ze Chevroletu, vpravo od nouzové lodní lampy repetitor polohy antény
Foto Public Archives Canada HS-0410-16 submitted by Spud Roscoe

Příslušné námořní zkoušky proběhly na palubě HMCS Chambly, přičemž bylo jako cílového cvičného objektu použito holandské ponorky O-15. Všechny zkoušky ukazovaly na to, že systém je ve své současné podobě jen stěží schopen delšího provozu a že je účinný ke zjištění vynořené ponorky do vzdálenosti 2,7 námořní míle, tedy asi do 5 km. Na základě těchto faktů se přesto štáb RCN (Royal Canadian Navy — Královské kanadské námořnictvo) rozhodl, že tímto systémem postupně vybaví všechny lodě. Nikdo si přitom ve štábu neuvědomil, že tyto výsledky vůbec neodpovídají skutečné situaci na moři. Samozřejmě byla holandská ponorka na danou vzdálenost zjistitelná, avšak to platilo pro případ, že byla plně vynořena na hladinu.


Holandská ponorka O-15

Německé U-Booty však už od počátku války používaly únikovou taktiku před pozorováním na hladině jak radarem, tak opticky. Spočívala v plavbě s napůl ponořenou věží a tím byla značně zmenšena silueta ponorky i odrazná plocha pro radarové vlny. Testy v takovémto případě jasně dokazovaly, že stávající radar CSC zjistí  poloponořenou ponorku jen na vzdálenost do 1,5 míle, tedy na necelé tři kilometry.  Zmínku o tomto faktu admiralita ignorovala a v roce 1941 nařídila sériovou výrobu tohoto mezitím mírně zdokonaleného systému pod typovým označením SW1C (Surface Warning 1st Canadian — První kanadský včasného varování).

Typ SW1C a jeho modifikace

Podle mnohých odborníků, kteří s ním v praxi přišli do styku, vytvářel pro lodě užívající tento systém zpočátku spíše hrozbu, než aby jim byl k valnému užitku. Zvláště to platilo pro ty kapitány lodí, kteří se na něj nadměrně spoléhali. Kvůli nepříliš funkční a nevydařené anténě a špatně navrženým detekčním obvodům mohl být cíl nacházející se ve směru plavby lodě považován za cíl nacházející se za zádí a naopak. Systém SW1C měl totiž tu nepěknou vlastnost, že  hlavně kvůli Yagi anténě trpěl sklonem vytvářet falešné odrazy a jeho pulsy byly natolik dlouhé, že ve skutečnosti nedokázal zjistit vůbec nic, co bylo od lodě vzdáleno méně než půl námořní míle (cca jeden kilometr). Takové vlastnosti zařízení nevzbuzovaly právě velkou důvěru v těch, kteří s ním měli pracovat, ať už šlo o operátory nebo o velitele, jimž byly údaje určeny jako podklady pro rozhodování o osudu lodě. Část viny padá pochopitelně na vědce a techniky, kterým se nepodařilo vyvinout takový systém, který by alespoň po určitou dobu dokázal bez větších oprav vzdorovat těžkým podmínkám služby na moři a často i nepříliš něžným rukám obsluhy; další vina leží na samotném velení RCN, které zase nedokázalo zajistit pro obsluhu radarů náležitě vyškolené techniky a operátory.
Takto o tom píše K.B.Williamsová v cit. knize (viz prameny):

Britská Admiralita čelila chronickému nedostatku personálu pro radary a tak se obrátila o pomoc na kanadskou vládu. Prvních 20 kanadských absolventů vysokých technických škol přijelo na výcvik do Anglie v květnu 1940 a v dalším období kanadští radaroví operátoři obsadili řadu kritických míst na velkém množství britských lodí.

Došlo bohužel k tomu, že v době, kdy si velení RCN tyto nepříjemné skutečnosti konečně začalo uvědomovat, už byli téměř všichni vojáci a námořníci kvalifikovaní v oboru radiotechniky odesláni do Evropy či na jiná bojiště, aby tam pomocí nejmodernější britské a americké techniky čelili zbraním Osy svou účastí na vedení letecké a elektronické války. A tak se až v roce 1943 konečně povedlo, že námořnictvo dostalo od RCAF (Royal Canadian Air Force — Královské kanadské  letectvo) pro své korvety a fregaty vycvičené radarové techniky, takže bylo už značně zdevastovaná zařízení zase možno udržovat a opravovat. Je jen malou útěchou pro RCN, že US Navy, ač daleko silnější a s ohromnými finančními možnostmi, čelilo obdobnému nedostatku operátorů elektronického vybavení - tentokrát však na lodích vybavených vysokofrekvenčními zaměřovači HFDF.

Často se stávalo, že kontakt s nepřátelskou ponorkou obsluha radaru ani nezaregistrovala kvůli spoustě falešných odrazů na stínítku CRT; mimoto se zařízení stalo nepochybnou příčinou mnoha vážných nehod a námořních kolizí, které poslaly na dno řadu lodí a další plavidla přitom narazila do nezjištěných objektů. Bylo to ke vzteku, když službukonající strážní důstojník marně hledal na hladině objekt, který mu obsluha radaru SW1C nahlásila ve směru a vzdálenosti, kam pohodlně dohlédl svým dalekohledem a nic tam přitom nebylo. A současně operátor na svém mizerně fungujícím přístroji vůbec nezaznamenal velký objekt proplouvající podél lodě na opačné straně. Například při jedné plavbě okolo pobřeží Labradoru za jasného slunečného dne obsluha radaru hlásila na ohromující vzdálenost jednotlivé velké plující kry a o půlnoci vůbec nezjistila přibližující se obrovský ledovec.

Kvůli naprosto nedostatečné spolupráci v oboru radarové techniky — často i v jiných oborech — si velení RCN nikdy neuvědomilo, že Royal Navy už roku 1941 zavedlo vynikající novou generaci  radaru typu 271. Zjišťování po tolika letech, proč kanadské velení  k tomuto zpožďování informačních toků přistupovalo tak laxně, by si vyžadovalo určité spekulativní úvahy, protože dokumentace z tohoto období, týkající se elektronické výzbroje a podobných systémů na lodích RCN, je podivuhodně skoupá a nekompletní. Je ale příznačné, že rozhodnutí kanadské admirality zvolit pro své lodě jako radarové zařízení právě téměř nefunkční SW1C prvního provedení bylo učiněno dlouho předtím, než bylo RCN naplno zaangažováno  do protiponorkové války v Atlantiku. Výsledkem tohoto pochybného rozhodnutí byl smutný fakt, že SW1C se ukázal pro účely protiponorkové obrany být silně zastaralý a málo účinný ještě předtím, než byl zaveden do sériové výroby; RCN navíc povolilo jeho výrobu nejméně po dobu jednoho roku i poté, co už jinde běžně sloužil vynikající britský radarový systém typu 271. Kvůli tomuto závazku nebylo pak RCN schopno po zbytek války včas dodávat na své lodě protiponorkové ochrany, zaváděné do služby ve stále větším počtu, skvělý nový a spolehlivý radarový systém pracující v centimetrovém pásmu. A co víc — přestože výrobě radarů SW1C byla v Kanadě přiřčena nejvyšší priorita hned od počátku, byly dodávky kompletních zařízení neustále odkládány a zpožďovány kvůli pomalé výrobě potřebných lodních motorgenerátorů k napájení systému a rovněž pro naprostý nedostatek katodových trubic CRT pro pracoviště operátora. Poslední týden roku 1941 bylo radary SW1C, popřípadě předsériovým typem CSC vybaveno pouze 15 doprovodných korvet a tři obchodní lodě.

Několik systémů SW1C bylo v červnu 1941 dodáno také pro Royal Navy a jeden z nich byl instalován na palubu bitevní lodě HMS Malaya. Podle údajů v knize N. Friedmana Naval Radar byly typové vlastnosti radaru SW1C pro detekci tyto — platily mezní vzdálenosti detekce:
  • vynořená ponorka — 3 000 - 4 000 yardů
  • korveta — 5 000 yardů
  • křižník — 14 000 yardů
  • jednotlivý letoun do 25 000 yardů.
Na HMS Malaya jednou zjistili letoun Fairey Swordfish ve výšce 500 stop (150 metrů) na vzdálenost cca 20 000 yardů (asi 18 km). Přesnost detekce azimutu k cíli byla okolo 4° a přesné určení vzdálenosti k cíli bylo na menší dálku než 1 000 yardů (cca 900 metrů) zcela nemožné, i pokud radar takový blízký cíl vůbec dokázal zachytit.

Anténa u modifikovaného radaru typu SW1C byla typu Yagi, rotační, víceprvková. Je značnou ironií osudu, že tento typ antény vyvinul japonský fyzik ještě před válkou. Při detekci cílů radarovým systémem s anténou raného typu Yagi bylo celé zařízení velmi citlivé na zpětné odrazy, což byla jedna ze zásadních příčin nespolehlivosti systému jako celku. Rotace celého rozměrného anténního systému SW1C byla zajištěna nepohodlným primitivním mechanismem, který se skládal z ocelového kola na společné ose s řetězkou velkého průměru a z převodovky pro pohon řetězu, jejíž vstupní hřídel byla otáčena volantem ze Chevroletu, usazeným do ložiska ve stěně operátorské kabiny radaru! Není divu, že na každé lodi vybavené radarovým systémem SW1C bylo toto uspořádání pohonu antény opravdovou noční můrou opravářů.


Radar SW1C s anténou Yagi instalovaný na HMCS Wasaga
Foto: courtesy of Naval Museum of Manitoba

Hlavní potíží za provozu byly opakované poruchy elektronky hlavního detektoru, ale posléze byly provedeny úpravy, které tuto nectnost téměř úplně odstranily. Jednalo se o záměnu původně osazené elektronky za jiný, modernější a spolehlivější typ a současně o úpravu napájení pro žhavení elektronky. Navíc bylo zásahem do konstrukce upevnění antény dosaženo možnosti opravdu kruhového (360°) pozorování, což bylo předtím vyloučeno.

Převodní vlnovcový koaxiální kabel mezi přístrojem a anténou byl sycen tlakovým dusíkem, aby se zamezilo zbytečnému útlumu signálu. Tento systém se ukázal být příčinou, ze které bolela hlava radarové techniky až do konce užívání tohoto radaru, tedy od ledna 1941 až do roku 1943. Porušení těsnosti kabelu znamenalo únik dusíku a vnikání mořské vody, což způsobilo zakrátko takové zeslabení signálu, že se celý systém stal nebojeschopným. Nárazy a vibrace antény na vrcholu stěžně, vliv otáčení a velké rychlosti větru, tvorba námrazy na anténě a pohyby lodi na vlnách působily takové namáhání celého anténního systému, že docházelo k častým defektům. Navíc k takovýmto opravám přistupovala povinnost pravidelně profukovat stlačeným dusíkem celý koaxiální kabel. Tlaková láhev s dusíkem pro tyto účely si hověla v pohodlíčku v kabině operátorů, ale ventil profukovacího potrubí byl umístěn — no kde jinde, než na samém vrcholu stěžně! To všechno prý proto, aby vyfukovaný kondensát pohodlně vytekl spodní stranou ven. Šplhání nahoru na vrcholek stěžně do hnízda radarové antény o půlnoci za sněhové bouře byl zážitek, který nejspíš dodnes budí ze sna přeživší veterány. Dalším znamenitým výkonem, ale často nanejvýš potřebným, bylo vylézt za sněhové bouře u mysu Cod na střechu kormidelny nějaké obchodní lodě, postavit se co nejpevněji, jednou rukou pootáčet pohonem antény a ve druhé mít hasák potřebný pro utažení povolené spojky náhonu, zatímco se osleplá loď potácela v hustém konvoji nebezpečně blízko ostatních lodí. Není divu, že proti všem předpisům býval takovýto přemrzlý nešťastník po svém návratu počastován v důstojnické jídelně i pěti sklenkami horkého rumu s máslem rychle za sebou...

Bez ohledu na podobné potíže při provozu pokračovala výroba SW1C svým tempem až do roku 1942. K první opravdu velké změně došlo u typové řady SW1C až konverzí na kmitočet 214 MHz a dalšími konstrukčními zásahy do antény a jejího pohonu. Tím bylo umožněno připojit do systému jako organickou součást i zařízení IFF (Identification, Friend or Foe — automatický identifikační odpovídač rozlišující zobrazené cíle na stínítku CRT na principu svůj-cizí). Nově upravený model dostal typové označení SW2C a tvořil pak většinu dodaných zařízení pro korvety a minolovky.

Ještě později byl produkční model SW2C modifikován pro použití na malých plavidlech, jakými byly například čluny typu MTB a Fairmiles. Toto provedení radaru neslo typové označení SW3C a jeho hlavním vnějším odlišujícím prvkem byla Yagi anténa lehčího provedení s několika vnějšími úpravami. Tato varianta vstupovala do služby v polovině roku 1942.

Dokud nebyl v polovině roku 1943 ve větším množství dostupný radar  pracující v centimetrovém pásmu, byly radary řady SW jediné přístroje, které byly admiralitě RCN k dispozici ve větším množství. Ještě dlouho poté, co RCN stáhlo ze služby typ 268, model SW2C zůstal v provozu jako lodní protiletadlový radar a jako záložní systém pro případ poruchy. Rozhodnutí admirality pokračovat ve výrobě řady SW tehdy nakonec mělo jisté dodatečné oprávnění a smysl, už vzhledem k tomu, že výrobní řada radarů typu 271 nebyla z různých důvodů (i kvůli zanedbání RCN si je včas objednat!) pro lodě RCN v dostatečném množství z britských zdrojů dodávána a kanadská obdoba tohoto úspěšného britského typu se pro nepřekonatelné potíže při vývoji vlastního typu RX/C neobjevila.

Radar typu 271 — pohled na anténu zepředu
Foto - autor neznámý - uvedeno v Radar Manual

Radar typu 271 — pohled na anténu zezadu - náčrt
Autor neznámý - uvedeno v Radar Manual

Když se na podzim roku 1943 konečně dostal do RCN ve větším množství centimetrový britský radar, RN WAC (Royal Navy Western Approaches Command — Velitelství Královského námořnictva pro Západní přístupy) se pokoušelo přesvědčit admiralitu RCN o potřebě odstranit z kanadských lodí všechny radary typu SW, jelikož taková situace, kdy byly do služby nasazeny mnohé nekompatibilní odlišné typy, silně ztěžovala práci týlových složek a opravárenské kapacity. Většina kanadských námořních velitelů a námořních štábů však přístroje SW vehementně bránila s tím, že si je nejen hodlá ponechat, ale bude nadále pokračovat v jejich průběžném zdokonalování. Tento kanadský přístup vedl nakonec k zavedení dalších odvozených typů SW2C/P a SW3C/P, které sice měly už relativně bezporuchové anténní systémy a PPI, ale tím Kanaďané skutečně napjali do krajní meze kapacity svých týlových a opravárenských složek. Přesto takové rozhodnutí umožnilo pokračovat řadě SW v operační činnosti až do konce roku 1943. Navzdory přejícímu postupu mnoha důstojníků na lodích i ve štábech nebyla ve skutečnosti na lodích, kde byly společně provozovány radary SW a 271, prováděna na řadě SW téměř žádná nebo jen opravdu minimální údržba. Tajný rozkaz kanadského námořního velení číslo 188 ze dne 29. května 1943 na toto téma doslova uváděl:
„Dostalo se nám informace, že některé lodě vybavené radarem jak typu SW2C, tak typu 271 zanedbávají provádění údržby na typu SW2C. Velící důstojníci si musí uvědomit, že systémy SW2C jsou pro operační činnost cenným vybavením jako systém výstrahy proti leteckému napadení a jako záložní pro případ výpadku systému 271. Je zapotřebí bezodkladně přijmout taková opatření, která zajistí, že zařízení SW2C budou neustále připravena k činnosti a místnost pro obsluhy těchto radarů nebyla nadále využívána jako skladiště všemožných náhradních dílů.“
Bez ohledu na nedostatky a selhávání systému SW1C námořní důstojníci RCN dokázali řídit boj s daleko menším množstvím informací, než měli k dispozici jejich kolegové na britských lodích. To byl stav, který si vyžadoval mimořádně vysokou úroveň koordinace, výcviku, námořnické zdatnosti a velitelských schopností.

Norman Friedman ve své publikaci Naval Radar, US Naval Institute, 1981, str. 201-202 přímo říká:
„SW-1C:(označení dle autora) Tento kanadský radar byl na počátku II. světové války nainstalován na několika britských a amerických válečných lodích; největší z nich byla bitevní loď  HMS Malaya.“
Neuvádí však nikde, které americké lodě tento radar měly.



Pracoviště operátora radaru typ 271
Vlevo dole detekční část, nad ní zobrazovací a vyhodnocovací část, uprostřed ovládání otáčení antény, vpravo nahoře vysílač s přijímačem, dole skříň napájecích zdrojů
Foto: courtesy of HMS Collingwood, Fareham, England


Typ 268

Tento typ radaru pracující v pásmu X (vlnová délka 3 cm) byl určen k vyhledávání cílů malých rozměrů a k navigaci; byl vyvinut v Kanadě pro britskou admiralitu s počátečním určením pro motorové čluny typu MTB. Později byl rovněž montován na minolovkách třídy Algerine, eskortních torpédoborcích třídy Hunt a lodích Coastal Forces (Sil pobřežní obrany). Hlavním úkolem tohoto typu radaru bylo ale detekovat Schnorchely německých U-Bootů. Když byl v Kanadě vyvinut, RCN o jeho existenci vědělo, ale kvůli jeho malé anténě a z toho vyplývajícímu menšímu dosahu považovalo tento typ pro účely eskorty konvojů za málo účinný. Britové si tohoto nedostatku byli dobře vědomi, a proto vyvinuli pro tento systém větší a mnohem výkonnější anténu. Výlučně britskou konstrukcí se pak stal typ 972 z kanadského typu přímo vycházející. Většina přístrojů řady 268 byla nasazena do služby po přizpůsobení ještě v období let 1945-1952 a byla nahrazena teprve daleko modernějším typem 974 firmy Decca.


Radar typu 268 v Camperdown r. 1949
Foto National Research Council No 2360C, submitted by Spud Roscoe

Výstupní špičkový výkon typu 268 byl 40 kW a frekvenční rozsah 9 320 - 9 475 MHz. Anténa měla rozměr 30 palců (cca 76 cm) a měla pro tento typ charakteristický tvar (obvykle v angličtině označovaný jako „cheese“) — jakoby odkrojený kus plechové ploché kulaté krabičky od konzervy. Vytvářela paprsek úhlových rozměrů 2,5° x  17°, otáčela se 22× za minutu a neměla stabilizační zařízení. Opakovací frekvence PRF tohoto typu činila 500 imp/s a i v nejhorších podmínkách byla prokázána detekce bitevní lodi na 9 námořních mílí (okolo 16,5 km) a ponorky na 3 námořní míle (cca 5,5 km).

Typ RX/C

Kanada se rozhodla, že vyvine svou vlastní obdobu britského typu 271, když jeho dodávky ze shorauvedeného důvodu byly odloženy na dobu pozdější. Tento vývojový program však zcela selhal a deseticentimetrový radar nazývaný pracovně RX/C (Radar Experimental - Canadian) se do použitelného stádia vývoje nikdy nedostal.

Typ SU

Tento typ byl určen pro menší doprovodné lodě, jakými byly fregaty třídy RIVER nebo minolovky třídy ALGERINE. Jeho vlnová délka byly okolo 3 cm, dosah na vzdušné cíle cca 120 - 140 km a obvykle byl montován na vrchol stěžně namísto původních HF/DF, které na takovém místě fungovaly s relativně nejmenšími problémy. Mělo jej však pouze nemnoho lodí, protože právě kombinace HF/DF na jedněch lodích a radaru SU na jiných stejné třídy v jednom eskortním svazku se ukázala jako vrcholně účinná a smrtící. Tyto vynikající radary přišly do služby na kanadských lodích v roce 1944 a vydržely v ní až do vyřazení roku 1967!

V RCN byly samozřejmě v průběhu války zařazeny do operační služby i jiné radary: například britské typy 271, 275, 276, 281, 285/285/P i některé další. To však už je jiná kapitola.


Prameny:
  • Friedman, Norman: Naval Radar, US Naval Institute, 1981 
  • Publikace CB 4182/45 Radar Manual (Use of radar), služební předpis RCN platný pro rok 1945 
  • Williams, Kathleen Broome: Secret weapon - U.S. High frequency direction finding in the Battle of Atlantic, Naval Institute Press, Annapolis, Maryland 1996
"It is believed that the use of low-resolution images of a single picture from an internet file or an interior page of the file to illustrate described matter by implied copyrighted materials  in question qualifies as fair use under United States copyright law."
Ohodnoťte jako ve škole:
1 2 3 4 5
Hodnocení: 1.76 (56 lidí)

Komentáře

  • *
    Vyplňte prosím jméno
  • *
    Vyplňte prosím název
  • *
    Vyplňte prosím text komentáře
  • *
    Odpovězte prosím na dotaz - ochrana proti spamu

Hvězdička označuje povinné položky. Komentáře jsou před zveřejněním moderovány.