บลูโจ๊กเกอร์
| ประเทศ ต้นกำเนิด | สหราชอาณาจักร |
|---|---|
| แนะนำ | 1958 |
| ไม่สร้าง | 2 |
| พิมพ์ | ระบบเตือนภัยล่วงหน้าทางอากาศ |
| ความถี่ | 3.3 GHz |
| พีอาร์เอฟ | 500 pps |
| ความกว้างของลำแสง | 0.8° ในแนวนอน, 2.3° ในแนวตั้ง |
| ความกว้างของพัลส์ | 1.5 วินาที |
| รอบต่อนาที | 6 หรือ 8 รอบต่อนาที |
| พิสัย | 120 ไมล์ |
| อะซิมุธ | 360° |
| พลัง | กำลังสูงสุด 600 กิโลวัตต์ |
บลูโจ๊กเกอร์ (Blue Joker) ซึ่ง เป็นชื่อ รหัสสีรุ้งเป็น โครงการเรดาร์ เตือนภัยล่วงหน้า แบบลอยฟ้า ที่ติดตั้ง บน บอลลูน และผูกติดไว้กับพื้น พัฒนาโดยสถาบันเรดาร์หลวง (Royal Radar Establishment หรือ RRE) เริ่มต้นในปี 1953 แนวคิดคือการวางตำแหน่งเรดาร์ไว้สูงในอากาศเพื่อขยายขอบเขตการตรวจจับและทำให้สามารถมองเห็นเครื่องบินที่บินต่ำได้ สัญญาณสะท้อนจากพื้นดินจะถูกกรองออกโดยใช้ ระบบ ตัวบ่งชี้เป้าหมายเคลื่อนที่ (Moving Target Indicator หรือ MTI) มีการสร้างและทดสอบเรดาร์สองเครื่องในช่วงปลายทศวรรษ 1950 แต่โครงการถูกยกเลิกในปี 1960 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการไลน์แมน/มีเดียเตอร์ (Linesman/Mediator )
การพัฒนา
แนวคิดพื้นฐาน
ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 กองทัพอากาศอังกฤษกำลังดำเนินการติดตั้ง เครือข่ายเรดาร์ ROTORโดยใช้ เรดาร์ AMES Type 80 (Green Garlic) ซึ่งเป็น เรดาร์ S-band ที่ทรงพลัง สามารถตรวจจับเครื่องบินทิ้งระเบิดที่บินสูงได้ในระยะไกลถึง250 ไมล์ (400 กม.)อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความโค้งของโลก เรดาร์ เหล่านี้จึงขึ้นอยู่กับขอบฟ้าเรดาร์ ในพื้นที่ ทำให้เครื่องบินที่บินต่ำไม่สามารถมองเห็นได้จนกว่าจะเข้าใกล้มากขึ้น ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 มีความกังวลว่าเครื่องบินของโซเวียตอาจสามารถบินหลบเลี่ยงการครอบคลุมของเรดาร์ได้[ 1 ]
ระบบเรดาร์บนอากาศบางประเภทที่มองลงมาจากด้านบนจะช่วยแก้ไขปัญหานี้ได้ มีการพิจารณาใช้เครื่องบิน เฮลิคอปเตอร์ และบอลลูนสำหรับบทบาทนี้ ในที่สุดก็เลือกใช้ระบบที่ใช้บอลลูนป้องกัน สองลูก ที่พัฒนาโดยRoyal Aircraft Establishment (RAE) ที่RAF Cardingtonเนื่องจากปัญหาในการแปลงข้อมูลระยะทางและมุมที่ได้รับจากเรดาร์เป็นตำแหน่งบนพื้นดินหากไม่ทราบตำแหน่งที่แน่นอนของแพลตฟอร์ม ปัญหานี้ไม่มีอยู่กับบอลลูน เพราะบอลลูนถูกผูกไว้กับตำแหน่งคงที่[ 1 ]
คลื่นไมโครเวฟมีข้อดีคือมีแนวโน้มที่จะกระจายไปข้างหน้าในมุมต่ำ ดังนั้นการสะท้อนโดยตรงจากพื้นราบจึงไม่จำเป็นต้องส่งสัญญาณกลับไปยังเรดาร์มากพอที่จะทำให้เรดาร์ทำงานไม่ได้ ซึ่งเป็นปัญหาที่เคยเกิดขึ้นกับ เรดาร์ ความถี่สูงมากในช่วงทศวรรษ 1940 อย่างไรก็ตาม ก็ยังคงมีการสะท้อนจากตัวสะท้อนมุมตามธรรมชาติ เช่น ต้นไม้และคลื่น วิธีแก้ปัญหานี้คือการใช้รูปแบบการระบุเป้าหมายเคลื่อนที่หรือ MTI ซึ่งจะกรองสัญญาณสะท้อนที่เคลื่อนที่ช้าออกไป เหลือไว้เฉพาะสัญญาณที่อยู่ในช่วงความเร็วที่กำหนดเท่านั้นที่จะแสดงผล ในกรณีนี้คือเครื่องบิน[ 1 ]
ปัญหาอีกประการหนึ่งคือการส่งสัญญาณลงสู่พื้นดินสายเคเบิลโคแอกเซียลจะสูญเสียสัญญาณมากเกินไป และตัวนำคลื่นก็ไม่สามารถยืดหยุ่นหรือขยายได้ง่าย ในช่วงเวลานี้ RRE ได้เริ่มทดลองส่งสัญญาณเรดาร์โดยใช้รีเลย์ไมโครเวฟระบบนี้ใช้ประโยชน์จากแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงซึ่งส่งไปยังจอแสดงผลเรดาร์ สัญญาณ วิดีโอและส่งไปยังแผ่นสะท้อนแสงของรีเฟล็กซ์ไคลสตรอนซึ่งจะสร้างสัญญาณไมโครเวฟที่มีความถี่แปรผันซึ่งเข้ารหัสเวอร์ชันวิดีโอแบบมอดูเลตความถี่[ 2 ]
บลูโจ๊กเกอร์
หลังจากหารือเกี่ยวกับแนวคิดนี้กับผู้ผลิตหลายรายในปี พ.ศ. 2496 ในปี พ.ศ. 2497 ได้มีการลงนามในสัญญากับMetropolitan-Vickersเพื่อพัฒนาระบบภายใต้รหัสสีรุ้ง "Blue Joker" เรดาร์นี้เป็นแบบจำลองที่ค่อนข้างธรรมดาสำหรับยุคนั้น โดยใช้แมกเนตรอนแบบโพรงเป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณส่ง และใช้ไคลสตรอนแบบสะท้อนเป็นออสซิลเลเตอร์ภายในในตัวรับสัญญาณแบบซูเปอร์เฮเทอโรไดน์[ 1 ]
ระบบเรดาร์ถูกบรรจุอยู่ในโดมเรดาร์ทรง กลมขนาดใหญ่ ที่ทำจากผ้าเทอรีลีน (ดาครอน) และทำให้แข็งตัวโดยการเติมลมเข้าไปที่ 980 ปาสคาล (0.142 psi)ด้วยพัดลมที่ฐานของทรงกลม ชุดประกอบทั้งหมดมีน้ำหนัก1,660 กิโลกรัม (3,660 ปอนด์) [ 2 ] เดิมทีระบบใช้บอลลูนกั้น สองลูก เพื่อยกตัว แต่ต่อมาได้เพิ่มลูกที่สามเข้าไป บอลลูนแต่ละลูกให้ แรงยก 1,400 กิโลกรัม (3,100 ปอนด์)และพาทรงกลมขึ้นไปที่ระดับความสูง1,500 เมตร (4,900 ฟุต ) [ 1 ]
สัญญาณจากเรดาร์ถูกส่งไปยังภาคพื้นดินผ่านดาต้าลิงก์ที่ผลิตโดยEMIสัญญาณจากภาคพื้นดินไปยังเรดาร์ถูกส่งโดยการปรับสัญญาณเข้าไปในสายไฟ สายไฟยังทำหน้าที่เป็นสายจอดเรืออีกด้วย[ 2 ]
การทดสอบ
ระบบเรดาร์และ MTI ได้รับการทดสอบในปี พ.ศ. 2499 โดยการติดตั้งเสาอากาศ Type 900 ใหม่บน ระบบ เรดาร์ต่อต้านอากาศยานหมายเลข 4 Mk. 7และลากไปยังจุดใกล้กับยอดเขาY Drumในเวลส์ซึ่งสามารถมองลงไปยังทะเลไอริชเหนือLlanfairfechanได้ [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]ซึ่งเป็นการจำลองมุมมองจากบอลลูน[ 1 ]
มีการสร้างต้นแบบระบบบินที่สมบูรณ์สองแบบ เที่ยวบินแรกเกิดขึ้นในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2491 และมีการบินทั้งหมด 29 เที่ยวบิน รวมระยะเวลา 50 ชั่วโมง ภายในปี พ.ศ. 2492 ระหว่างการทดลอง เรดาร์สามารถติดตามเครื่องบินทิ้งระเบิดเจ็ทแคนเบอร์ราที่ กำลังเข้าใกล้ได้สำเร็จ ซึ่งอยู่ ห่างออกไป 120 ไมล์ (190 กม.) [ 2 ]
ลมพิสูจน์แล้วว่าเป็นปัญหาสำคัญสำหรับระบบ โดยจำกัดความเร็วในการบินที่ปลอดภัยไว้ที่70 นอต (130 กม./ชม.; 81 ไมล์/ชม.)แต่สามารถควบคุมบนพื้นดินได้เพียง30 นอต (56 กม./ชม.; 35 ไมล์/ชม.)เท่านั้น ลมยังทำให้บอลลูนสูญเสียก๊าซอย่างรวดเร็ว ในกรณีหนึ่งบอลลูนสูญเสียก๊าซไปครึ่งหนึ่งในช่วงเวลา 40 ชั่วโมงในสภาพที่มีลมแรง ปัญหาอื่นๆ ได้แก่ อายุการใช้งานของสายเคเบิล ความเปราะบางต่อฟ้าผ่าและความคล่องตัวที่ไม่ดีของระบบ[ 2 ]
การยกเลิก
ในขณะที่ Blue Joker กำลังได้รับการพัฒนา เวอร์ชันของ หลอด คาร์ซิโนตรอนก็ได้รับการพัฒนาให้สมบูรณ์แบบในสหรัฐอเมริกา หลอดคาร์ซิโนตรอนสามารถปรับเอาต์พุตไมโครเวฟได้ในช่วงความถี่กว้างมาก ทำให้สามารถจับคู่ความถี่กับระบบเรดาร์ทั่วไปใดๆ ก็ได้และรบกวนระบบนั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดูเหมือนว่าจะทำให้เรดาร์เช่น Type 80 ของ ROTOR และ Blue Joker ไร้ประโยชน์อย่างสิ้นเชิง วิธีแก้ปัญหาได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว แต่การนำไปใช้งานจะมีค่าใช้จ่ายสูงมาก[ 6 ]
เอกสารนโยบายกลาโหมปี 1957ระบุว่าภายในกลางทศวรรษ 1960 การโจมตีทางอากาศโดยเครื่องบินทิ้งระเบิดที่มีลูกเรือจะเป็นไปได้ยากในสมรภูมิที่ถูกครอบงำด้วยขีปนาวุธตลอดช่วงปลายทศวรรษ 1950 มีการถกเถียงกันอย่างดุเดือดว่าจะดำเนินการสร้างเครือข่ายเรดาร์ใหม่ต่อไปหรือไม่ ซึ่งจะยังไม่แล้วเสร็จจนกว่าจะถึงช่วงเวลานั้น[ 6 ]ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ฮาโรลด์ แมคมิลแลนตกลงที่จะให้ทุนสนับสนุนเครือข่าย "Plan Ahead" โดยมีเงื่อนไขว่างานเกี่ยวกับระบบเรดาร์เตือนภัยล่วงหน้าอื่นๆ จะต้องยุติลง[ 7 ]บลูโจ๊กเกอร์เป็นเหยื่อของการตัดสินใจนี้ มันถูกยกเลิกในเดือนตุลาคม 1960 [ 8 ]
คำอธิบาย
เสาอากาศมีรูปทรงกระบอกขนาด8.3 x 2.6 เมตร (27.2 ฟุต x 8.5 ฟุต)โดยมีอัตราขยาย 42 dB ทำจาก เรซินฟีนอลิกเสริมใย แอส เบสตอส โดยมีแถบอะลูมิเนียมติดกาวที่ด้านหน้าเพื่อทำหน้าที่เป็นพื้นผิวสะท้อนแสง มีการป้อนสัญญาณผ่านท่อนำคลื่นแบบมีช่องที่ด้านหน้า[ 1 ]
เนื่องจากลำแสงค่อนข้างแคบในแนวตั้ง จึงต้องรักษาระดับให้แม่นยำมาก ซึ่งทำได้โดยการติดตั้งไว้ภายในระบบกิมบอลขนาดใหญ่ที่ปรับระดับด้วยไจโรสโคป โดยมีเสาอากาศอยู่ด้านหนึ่งและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อยู่ด้านตรงข้ามเพื่อปรับสมดุล ใช้ตุ้มน้ำหนักตะกั่วขนาดเล็กเพื่อปรับสมดุลให้ละเอียดขึ้น ระบบสามารถรักษาระดับได้ภายใน 0.5° เมื่อสายเคเบิลยึดเอียงมากถึง 30° [ 2 ]
เสาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 เซนติเมตร (7.9 นิ้ว)วิ่งในแนวตั้งผ่านตรงกลางวงแหวนกิมบอลโดยวางอยู่ในตลับลูกปืนขนาดใหญ่ที่ด้านบนและด้านล่างของ ทรงกลมผ้าเทอรีลีนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 เมตร (30 ฟุต)ซึ่งถูกทำให้พองตัวด้วยพัดลมที่ฐาน ตลับลูกปืนช่วยให้ทรงกลมหมุนได้โดยไม่ต้องขยับระบบเรดาร์ ซึ่งทำให้บอลลูนเคลื่อนที่ไปมาตามลมได้โดยไม่ต้องหมุนเสาอากาศ เสายังทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อที่ด้านบนและด้านล่างสำหรับสายยึดที่วิ่งลงไปยังพื้นด้านล่างและบอลลูนด้านบน ชุดประกอบทั้งหมดมีน้ำหนัก1,660 กิโลกรัม (3,660 ปอนด์ ) [ 2 ]
สายดินทำหน้าที่ทั้งจ่ายพลังงานให้กับระบบและยึดระบบทั้งหมดไว้ด้วยกัน ประกอบด้วยสายไฟหุ้มฉนวนไนลอนสามแกน มีความหนาแน่นเชิงเส้นประมาณ0.9 กิโลกรัม (2.0 ปอนด์)ต่อเมตร ซึ่งใช้กำลังยกครึ่งหนึ่งของระบบทั้งหมด[ 2 ]ต่อมาระบบบอลลูนสองลูกเดิมได้เปลี่ยนเป็นระบบบอลลูนสามลูก โดยแต่ละลูกสามารถ ยกได้ 1,400 กิโลกรัม (3,100 ปอนด์) เมื่อบรรจุ ไฮโดรเจนทั้งหมด2,400 ลูกบาศก์เมตร ( 85,000ลูกบาศก์ฟุต) [ 1 ]