纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

引言

Radar(Radio detection and ranging)即“雷达”,“无线电探测和测距”的缩写。通过反射高频无线电脉冲探测物体和测距的故事实际上可以追溯到1904年4月30日。当时,德国工程师克里斯蒂安·侯斯梅尔(Christian Hülsmeyer)注册了一种名为“电动镜”(也叫“远程望远镜”,telemobiloscope)的新奇玩意儿,它通过无线电波的反射来防止船舶相撞。自从赫兹在1888年利用仪器成功产生电磁波,人们已经对电磁波有了一定的了解,雷达技术的原理——电磁波可以为物体所反射——并不是什么新鲜事。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

海因里希·赫兹,他最先证明出了电磁波的存在

侯斯梅尔的装置波长50厘米,具备抛物面反射器和喇叭状天线,可以探测3公里内的船只,没有测距功能。无独有偶,一战期间德国人理查德·舍尔在不知道侯斯梅尔的作品的情况下提出了利用无线电波进行探测的想法,并与著名的科幻小说作家汉斯·多米尼克发明了一具波长10厘米的无线电探测器。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

汉斯·多米尼克的纪念碑

这都是德国在无线电探测方面的一些早期尝试。它们都被展示给了军方,但军方拒绝进行采购,因为这些设想过于超前,以当时的技术水平是无法充分发挥出其效能的。

在接下来的十多年时间里无线电探测技术得到了进一步发展并逐渐实用化。1925年,美国人伯烈特与杜武成功地把从电离层反射回来的无线电短脉冲显示在阴极射线管上,这可以说是向前迈进了一大步。高频电磁波领域取得的进展也为实现雷达开辟了道路,人们逐渐将目光转到了这一领域。

1935年英国的罗伯特·沃特森·瓦特发明了第一台实用的雷达,英国于1936年就建起了第一个雷达站,雷达第一次出现在了军事领域,并在即将爆发的第二次世界大战中发挥巨大作用。

而本文要讲述的,正是二战中德国海军的雷达装备情况。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

罗伯特·沃特森·瓦特


纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

1939年9月和1940年10月英国的预警雷达可以覆盖的范围

德国雷达的早期发展概况

在德国,最先对雷达表现出兴趣的是海军。早在1929年,基尔的海军传输实验室(Nachrichten-Versuchsabteilung,NVA)就在研究利用声波来探测水下目标,这是德国声呐方面的先行者。

既然能用声波的反射来探测物体,那可以使用电磁波来实现类似的功能吗?NVA的鲁道夫·库恩霍尔德博士(Rudolf Kühnhold)决定进行这一研究。1933年,他制作了一台波长为13.5厘米(2.22GHz)的雷达。但雷达的功率只有0.1瓦,根本无法进行有效的探测。虽然后来得到了一些功率更高的磁控管,实验仍然没有成功。

为了将实验继续下去,库恩霍尔德先是求助于德律风根(Telefunken)公司,希望得到他们的实验室的帮助,但遭到了拒绝。他只好转向工程师保罗·古瑟·埃布斯洛(Paul-Gunther Erbsloh)和汉斯·卡尔·冯·威利森(Hans-Karl von Willisen),当时这两人正在进行一项利用甚高频进行通信的研究。1934年,埃布斯洛和威利森在库恩霍尔德的支持下创建了电气机械设备公司(Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate,GEMA),并与库恩霍尔德展开了密切的合作。

NVA最初的民用承包商品奇公司(Pintsch)眼见半路杀出个程咬金,立即展开工作。经过夜以继日的研究,他们拿出了一个探测距离为2千米的雷达。两家公司之间展开了激烈的竞争。

1934年10月,GEMA获得了距离超过12公里的物体反射回来的电波,清晰度令人满意。尝到了甜头的GEMA打算更进一步,开发一台波长为2m(150MHz)的雷达,并对品奇雷达进行改进(尽管所需的高能真空管开发缓慢)。

注:我没有找到关于品奇公司的任何信息,有知道的朋友可以在下面评论。

1935年9月26日,GEMA在一众海军将领和研究人员面前展示了他们的雷达(代号“electrical bearing”,波长43厘米,630MHz),其中有海军上将埃里希·约翰·阿尔伯特·雷德尔(Erich Raeder)和鲁道夫·卡尔斯(Rolf Carls),炮术训练舰布雷姆泽号当做目标。实验最终圆满成功,海军随后做出了一系列指示,例如用“Dezimeter Telegraphie”取代“electrical bearing”。有趣的是,水兵们称呼雷达为“DeTe-Gerät”,因为他们误以为制造商是德国技术设备公司(Deutsches Technisches Gerät)。

注:“electrical bearing”是参考资料中译为英语的写法,没有翻译成中文,因为本人水平不够,强行翻译是画蛇添足。可以知道的是“bearing”在雷达中是方位角的意思。De Te也没有翻译,谷歌的直译是“分米无线电”。请大家自己体会,非常抱歉!

De Te在被送回GEMA进行改进前被装备在Welle号军舰上(具体是哪艘,我没有查到)。后来,De Te的波长被修改为82厘米(368-370MHz),这成了后来德国Seetakt雷达的原型。不久,GEMA又开发了一具波长1.8米(165MHz)的雷达,它的最大输出功率为8kW。这套雷达探测到了一架28千米外的轰炸机,因此被决定用于空中预警,成了Freyas雷达的起源。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

Seetakt雷达


纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

Freyas雷达

注:Seetakt是德国对海基雷达的代号;Freyas是对陆基雷达的代号。

GEMA的成功刺激了先前拒绝库恩霍尔德的德律风根公司,他们决定参与竞争。德律风根着眼于近程防空火力的引导雷达,并于1935年夏季制作出了一具波长为50厘米的雷达,并能够有效探测Ju 52飞机,这就是后来Würzburg雷达的前身。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

Würzburg雷达,这是D型

大量的小型公司参与了雷达及其配套设施的开发,最核心的是GEMA、德律风根、西门子、洛仑兹(Lorenz,和那位著名的科学家没有关系)和AEG公司。出于敌我识别的考虑,德国雷达开发人员倾向于采用固定的频率:机载雷达为125MHz,舰载雷达为368MHz,防空炮的火控雷达为560MHz。

雷达的命名

随着第二次世界大战的爆发,企业之前在开发雷达时呈现的混乱情况必须得到改善。出于对竞争对手的保密、嫉妒,已经或正在开发的雷达的代号都不一样。因此有必要制定一套新的命名规则,以使其更加适应战争的需要。

早期的命名规则是:前缀FMG+设计年份+制造商+工作频段+安装方式。举个例子,斯佩伯爵海军上将号装甲舰装备的雷达是FMG 39G(gO),“FMG”是“Funkmessgerät”(德语“雷达”)的缩写,“39”代表引进年份为1939年,“G”代表制造商GEMA,“g”代表工作频段335-430GHz,“O”代表它被安装在测距仪顶端。

下面的表格展示了代号中各个字母的含义。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

到了1943年,命名规则由一套更加直观的体系取代:以雷达种类的缩写作为前缀,后面跟上一个数字代码

例如FMG 39G(gO)就变成了FuMO 22,FuMO是“Funkmess-Ortung”的缩写,即“主动搜索雷达”。下面是各种前缀代表的含义以及德国海军装备的雷达一览,翻译自navweap网站。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)


纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

原表如此


关于资料来源的问题

本文以navweap网站上面的German Naval Radar to 1945一文为主要参考资料。不过,关于德国海军雷达方面的资料极其稀缺、零碎,我会尽量以网上搜索到的其他资料来进行补充说明,如果有读者能找到更加合理的资料,请务必告知!



德意志号(吕佐夫号)

德意志号(1940年被更名为吕佐夫号)在她的战争生涯中装备了一台FuMO 22雷达。从1942年1月到1944年3月间她加装了FuMB 4 Sumatra雷达和FuMB 7 Timor雷达

FuMO 22雷达是整个FuMO 2x/3x系列雷达的开端,格栅状天线,尺寸为6*2米。Navweap上面没有关于它的任何数据。不过,舰队Collection百科称其对战列舰大小的目标的最大探测距离为25千米,精度为±5°——如此大的误差完全不能用来引导主炮射击,而且容易受潮湿环境和开炮震动的影响,高海况下也不可靠。它被装在德意志号的测距仪上。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

1939年冬的德意志号,这是她的唯一一张可以看到FuMO 22雷达的照片

1942年1月到1944年3月吕佐夫号加装了FuMB 4 Sumatra雷达——我们无法从照片上看出Sumatra,不过我们知道它在舰桥侧面。这是一种被动雷达(即日本海军所称的“逆探”),通过接收对方雷达发出的波束来探测目标。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

欧根亲王号重巡洋舰上的Sumatra雷达,可以清楚地看到它的细节

同期,吕佐夫号的测距仪背面装备了一具FuMB 7 Timor雷达。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

吕佐夫号前部舰桥的雷达装备情况

注:Sumatra似乎还有Samos这个名字,另外,U艇也有FuMB 7,但是那是Naxos型,下图是Naxos。

吕佐夫号的后部舰桥没有装备雷达。

斯佩伯爵海军上将号

只有FuMO 22雷达(死得早.jpg)。

舍尔海军上将号

舍尔海军上将号最初的雷达也是FuMO 22。1940年她接受了改装,拆除了原本巨大的金字塔状舰桥,并用一部FuMO 27雷达替代了FuMO 22。1941年,她的后部舰桥也装备了FuMO 27雷达。Timor和Sumatra雷达的装备位置同吕佐夫。

注:FuMO 27雷达的相关信息也很缺乏,舰队collection称其有6*2米与4*2米两种尺寸。

纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

舍尔海军上将号前部舰桥的雷达安装方式


纳粹之眼——二战中德国海军的雷达(一)

后部舰桥的雷达安装方式


未完待续……


看看我的其他文章吧!


分享到:


相關文章: