stringtranslate.com

Лаборатория баллистических исследований

Баллистическая исследовательская лаборатория ( BRL ) была научно-исследовательским учреждением в составе Корпуса артиллерийского вооружения армии США , а позднее Командования материального обеспечения армии США , которое специализировалось на баллистике, а также на анализе уязвимости и летальности. Расположенная на Абердинском испытательном полигоне , штат Мэриленд, BRL служила крупным армейским центром исследований и разработок в области технологий, связанных с явлениями оружия, броней, физикой ускорителей и высокоскоростными вычислениями. [1] [2] В 1992 году BRL была расформирована, а ее миссия, персонал и объекты были включены в недавно созданную Исследовательскую лабораторию армии США (ARL). [3]

Лаборатория, пожалуй, наиболее известна тем, что по ее заказу был создан электронный числовой интегратор и вычислитель (ENIAC), первый электронный цифровой компьютер общего назначения. [4]

История

Формирование

История Баллистической исследовательской лаборатории восходит к Первой мировой войне с Управлением начальника артиллерийского управления (OCO) в составе армии США. В течение первого года участия США в войне OCO отвечал за надзор за баллистическими стрельбами на испытательном полигоне Сэнди-Хук в Нью-Джерси и за расчет таблиц стрельбы для армии. [5] Эти таблицы стрельбы сыграли жизненно важную роль в военных действиях, поскольку подразделения полевой артиллерии в значительной степени полагались на них для определения правильного угла возвышения, необходимого конкретному снаряду для поражения цели на определенном расстоянии с заданным метательным зарядом. Они также использовались для прогнозирования траектории снаряда и внесения поправок на изменения температуры атмосферы, плотности воздуха, ветра и других факторов. [6] Однако испытательный полигон Сэнди-Хук был закрыт в 1917 году из-за его недостаточных размеров и непосредственной близости к гавани Нью-Йорка . Впоследствии операции были перенесены на недавно созданный Абердинский испытательный полигон в округе Харфорд . К началу 1918 года почти все испытательные стрельбы OCO проводились на Абердинском испытательном полигоне. [5] [7]

Поскольку война продолжалась, начальник артиллерийского управления создал Отделение баллистики для OCO 6 апреля 1918 года, чтобы идти в ногу со стремительно растущим спросом на таблицы стрельбы и другие баллистические данные. Майор Форест Молтон , бывший профессор астрономии в Чикагском университете , был первым руководителем Отделения баллистики. За время своего пребывания в должности Молтон пересмотрел то, как отделение проводило баллистические работы, и нанял большое количество высокообразованных ученых для расширения штата. [5] [8]

Фотография открытого участка земли с текстовым полем, на котором написано «Департамент артиллерийского вооружения APG 39690 – 3/3/40. Строительство баллистической исследовательской лаборатории. Фотография хода работ № 1».
Строительство баллистической исследовательской лаборатории

В 1919 году OCO был реорганизован в четыре основные части — Генеральный офис, Производственную службу, Полевую службу и Технический штаб — в соответствии с требованиями операций мирного времени. В 1935 году на Абердинском испытательном полигоне был создан Исследовательский отдел, который был передан под контроль Технического штаба. Под руководством полковника Германа Х. Цорнига Исследовательский отдел изначально состоял всего из 30 человек. Однако, несмотря на небольшой размер штата, группа руководила шестью различными секциями баллистических работ: Внутренняя баллистика, Внешняя баллистика, Баллистические измерения, Артиллерийское дело, Вычислительная техника и Военный резерв. Секция внутренней баллистики отвечала за математические и экспериментальные исследования, которые продвигали теорию внутренней баллистики и изучение принципов проектирования орудий. Секция внешней баллистики сосредоточилась на траекториях и летных характеристиках снарядов и бомб, которые влияли на проектирование новых боеприпасов. Секция баллистических измерений разработала усовершенствованные баллистические измерительные приборы, в то время как Секция артиллерийской инженерии выполнила кинематический и механический анализ механизмов и установок орудий. Секция вычислений занималась подготовкой таблиц стрельбы и бомбометания для стандартных боеприпасов и бомб, а Секция военного резерва отвечала за наблюдение за хранящимися боеприпасами. [5]

Здание 328.
Вид с воздуха на здание 328, в котором размещалась Лаборатория баллистических исследований.

В 1938 году Исследовательский отдел был переименован в Лабораторию баллистических исследований, чтобы придать большее значение основной миссии организации, и полковник Цорниг стал ее первым директором. В следующем году Корпус армейской авиации выделил средства BRL на новое здание для размещения дополнительных лабораторных помещений в знак благодарности за работу лаборатории по баллистике бомб. Это здание было обозначено как Здание 328 и было завершено в 1941 году. [5] [9] [10]

Вторая мировая война

Баллистическая исследовательская лаборатория еще больше расширила свои возможности и быстро достигла известности в период Второй мировой войны . По сравнению с первоначальным штатом в 65 человек с годовым бюджетом в 120 000 долларов в 1940 году, к 1945 году BRL выросла до более чем 700 сотрудников с годовым бюджетом в 1,6 миллиона долларов. [5] Она отвечала за проведение фундаментальных и технических исследований в баллистике и других смежных научных областях, а также за надзор за разработкой вычислительных методов, подготовкой баллистических таблиц и предоставлением информации о различных эффектах оружия. [11] В отличие от гражданских лабораторий, чья продукция была изначально ограничена ожиданиями рыночного спроса, BRL была обязана значительной частью своего успеха тому, как разработка их инструментов и технологий отражала только то, что требовалось армии. Лаборатории было предоставлено достаточно гибкости, чтобы она могла импровизировать решения конкретных проблем и позже совершенствовать эти импровизации для более широкого использования. [5]

В 1940 году Цорниг создал Научный консультативный совет и назначил выдающихся американских ученых и инженеров для выполнения различных заданий для BRL. [12] Первоначальными членами комитета были аэродинамик Хью Драйден , физик Альберт Халл , физико-химик Бернард Льюис , астроном Генри Рассел , физик Исидор Раби , физико-химик Гарольд Юри , аэрокосмический инженер Теодор фон Карман и математик Джон фон Нейман . [13]

На протяжении большей части войны значительная часть усилий BRL была направлена ​​на тестирование оружия и вычисление таблиц стрельбы и бомбометания. Однако лаборатория также участвовала в значительном улучшении контроля качества складированных боеприпасов, а также в обучении и развертывании технических сервисных групп для калибровки орудий на поле боя. Кроме того, BRL оказывала техническую аналитическую помощь армии США и армейским военно-воздушным силам, например, определяла оптимальную схему бомбометания для бомбардировок, повышала точность воздушной стрельбы и проводила исследования уязвимости немецкой 88-мм пушки к осколочным снарядам. Ближе к концу войны BRL также провела серию экспериментов по оценке уязвимости и выживаемости самолетов армии США. [11] В августе 1943 года Приказ 80 Департамента вооружений назначил BRL главной исследовательской организацией Департамента вооружений армии США . [5]

Одним из главных событий, произошедших в BRL во время войны, стала установка первой сверхзвуковой аэродинамической трубы в Соединенных Штатах. Рекомендация о строительстве аэродинамической трубы на Абердинском испытательном полигоне была сделана в 1940 году Теодором фон Карманом, членом Научно-консультативного комитета. Карман предположил, что аэродинамическая труба значительно улучшит баллистические исследования, поскольку она может производить как дозвуковые, так и сверхзвуковые скорости. Вскоре после этого Авиационной лаборатории Гуггенхайма Калифорнийского технологического института было поручено разработать аэродинамическую трубу, которая могла бы производить скорости до 4,3 Маха. Однако аэродинамическая труба была построена только осенью 1943 года и была готова к использованию только в ноябре 1944 года. [5] После ее завершения Эдвин Хаббл , начальник отделения внешней баллистики, был назначен первым руководителем сверхзвуковой аэродинамической трубы, а помощник директора BRL Роберт Кент был назначен вторым руководителем. [14] Аэродинамическая труба в основном использовалась для получения базовой конструкторской информации для разработки и модификации бомб, ракет и других стабилизируемых оперением снарядов. [5]

Развитие электронно-вычислительных машин

Военные офицеры эксплуатируют ENIAC в Школе электротехники Мура.
Капрал Ирвин Голдштейн загружает параметры в ENIAC в Школе электротехники Мура при Пенсильванском университете.

В межвоенный период между Первой и Второй мировыми войнами потребность в более быстром и эффективном методе построения таблиц артиллерийской стрельбы побудила BRL рассмотреть потенциальные приложения цифровых вычислений. [5] В 1935 году, до того как Исследовательский отдел стал BRL, Технический персонал приобрел копию дифференциального анализатора Буша , который мог вычислить 60-секундную траекторию примерно за 15 минут по сравнению с примерно 20 часами, выполняемыми человеком с настольным калькулятором. [6] Однако даже дифференциального анализатора было недостаточно, чтобы удовлетворить потребности армии США. [5] К 1941 году производство таблиц стрельбы настолько отстало, что BRL поспешила найти любые средства ускорения процесса баллистических вычислений. [6] Чтобы облегчить бремя работы, лаборатория обучила почти 100 выпускниц колледжей по всему Северо-Востоку рассчитывать баллистические таблицы стрельбы. Когда был сформирован Женский армейский корпус , те, кто был назначен на баллистические вычисления, проходили обучение в Филадельфии и были направлены на Абердинский испытательный полигон. [15] [16] В это время полковник Пол Гиллон из OCO обратил внимание на Школу электротехники Мура в Университете Пенсильвании . Гиллон, который курировал баллистические вычисления, необходимые для таблиц стрельбы и бомбометания, знал, что в Школе Мура существовала усовершенствованная версия дифференциального анализатора Буша. [17]

Военнослужащие, работающие с ENIAC в BRL.
Глен Бек (слева) и Фрэнсис Элизабет Снайдер Холбертон (справа) в комнате с ENIAC в Лаборатории баллистических исследований.

В 1942 году Джон Мочли и Джон Преспер Экерт из Школы Мура представили в BRL предложение, в котором подробно описывалось создание высокоскоростного вычислительного устройства для расчета баллистических траекторий. [18] 5 июня 1943 года Корпус артиллерийского вооружения армии и Университет Пенсильвании подписали шестимесячный контракт на сумму 61 ​​700 долларов на создание электронного числового интегратора и компьютера , или ENIAC. [6]

Известное как «Проект PX», секретное строительство пилотной модели проходило в школе Мура с Экертом в качестве главного инженера и Мочли в качестве главного консультанта. [4] Однако создание ENIAC оказалось более трудным, чем ожидалось. К 1944 году были завершены только два из четырех аккумуляторов . Тем временем BRL только еще больше отставала от спроса на таблицы срабатывания. Хотя количество запросов на таблицы достигало 40 в неделю, BRL могла производить только около 15. Но, несмотря на медленный прогресс, готовые аккумуляторы работали в два раза быстрее изначально предусмотренной скорости, работая со скоростью 200 000 импульсов в секунду. Впечатленная этой демонстрацией, BRL согласилась увеличить количество аккумуляторов в ENIAC с четырех до двадцати, еще больше отложив его завершение, но получив взамен гораздо более мощную машину. В результате ENIAC был завершен только в ноябре 1945 года, через три месяца после окончания войны. [19] В ходе строительства ENIAC к первоначальному контракту было сделано девять дополнительных дополнений, что увеличило общую стоимость проекта PX до 486 800 долларов США. [6]

ENIAC в BRL.
Правая сторона ENIAC, вид из центра машины.

ENIAC так и не был использован во время Второй мировой войны, поэтому его первой задачей после завершения было вычисление осуществимости предлагаемого проекта водородной бомбы . [20] Но хотя ENIAC мог выполнять баллистические расчеты с впечатляющей скоростью, его сдерживало отсутствие возможности внутреннего хранения программ. [21] Ученым потребовался месяц, чтобы завершить расчет из-за тысяч задействованных шагов, а также неспособности ENIAC хранить программы или запоминать более двадцати 10-значных чисел. Тем не менее, электронный компьютер выявил несколько недостатков в предлагаемом проекте бомбы, которые было бы почти невозможно выявить иным способом. [20]

Официальное открытие ENIAC состоялось 15 февраля 1946 года в школе Мура, а в январе 1947 года машина была перемещена в свое постоянное место жительства на Абердинский испытательный полигон. [22] Во время официальной демонстрации ENIAC в 1946 году армия показала, что машина может решать 5000 задач на сложение или 50 задач на умножение за одну секунду. [23] В то время как дифференциальный анализатор Буша мог вычислить 60-секундную траекторию примерно за 15 минут, ENIAC мог сделать то же самое примерно за 30 секунд. [6] В 1948 году BRL преобразовала ENIAC в компьютер с внутренней программой и использовала его для выполнения вычислений не только для баллистики, но и для прогнозирования погоды , изучения космических лучей , теплового воспламенения и других научных задач. Кроме того, он также был предоставлен университетам бесплатно. [4]

EDVAC в BRL.
В BRL установлена ​​система EDVAC.

Но еще до того, как ENIAC был введен в эксплуатацию, BRL уже начал планировать разработку компьютера с хранимой программой, известного как Electronic Discrete Variable Computer (EDVAC). В 1944 году, в середине разработки ENIAC, Мочли и Экерт предложили создать EDVAC, чтобы компенсировать недостатки ENIAC. В отличие от своего предшественника, EDVAC планировалось иметь центральный процессор и память как для данных, так и для программ. [24] В это время Джон фон Нейман был вовлечен в работу как над ENIAC, так и над EDVAC и был среди тех, кто поддерживал финансирование проекта EDVAC. В октябре 1944 года Департамент вооружений выдал контракт и 105 600 долларов на финансирование разработки этой новой машины, при этом надзор за проектом был поручен BRL. [4] Построенный в результате совместных усилий BRL, школы Мура, Института перспективных исследований и Национального бюро стандартов , EDVAC был завершен и установлен в BRL в 1949 году. Однако он не был введен в эксплуатацию до 1952 года из-за проблем с конструкцией. К тому времени BRL уже приобрела Ordnance Discrete Variable Automatic Computer (ORDVAC), который лаборатория заказала у Университета Иллинойса . В результате BRL на короткое время в 1952 году стал крупнейшим в мире компьютерным центром, имея в своем распоряжении ENIAC, EDVAC и ORDVAC. [6]

После Второй мировой войны

После Второй мировой войны шесть отделений BRL были повышены до статуса лабораторий в августе 1945 года, что привело к формированию Лаборатории внутренней баллистики, Лаборатории внешней баллистики, Лаборатории терминальной баллистики, Лаборатории артиллерийской инженерии, Лаборатории баллистических измерений и Вычислительной лаборатории. [5] Эти шесть лабораторий были коллективно названы Лабораториями баллистических исследований. [14] В 1953 году BRL заменила Лабораторию артиллерийской инженерии другой лабораторией, названной Лабораторией систем вооружения, чтобы расширить исследования в области эффективности оружия и оценки уязвимости. [25] В послевоенную эпоху BRL также проводила большую часть своих исследований через частных подрядчиков и другие государственные учреждения. Около 25 процентов от общего объема ассигнований на исследования с 1953 по 1956 год было направлено таким образом. [5] В 1958 году BRL создала Агентство будущих систем вооружения, чтобы предоставить Корпусу артиллерийского вооружения беспристрастный источник рекомендаций по новым программам разработки оружия. [25]

В течение 1960-х и 1970-х годов BRL сосредоточилась на технологиях обнаружения, наведения и управления целями и расширила свои исследования, включив в них более сложные системы вооружения. В то же время лаборатория прекратила исследования технологий, которые считались достаточно зрелыми, и передала большую часть своих рутинных или сервисных операций другим агентствам. Этот переход включал передачу ее импульсно-лучевого объекта Армейскому командованию по испытаниям и оценке , передачу тандемного ускорителя Ван де Граафа Пенсильванскому университету и закрытие аэродинамических труб BRL. С роспуском Корпуса артиллерийских вооружений армии США в 1962 году BRL была передана в новое Командование материально-технического обеспечения армии США (AMC) наряду с такими организациями, как Лаборатория Гарри Даймонда. Однако BRL была классифицирована как деятельность класса II, что сделало ее независимой от администрации Командования испытательного полигона Абердина и позволило BRL получать финансирование напрямую от AMC. [25]

Поскольку армия продолжала оптимизировать свои исследовательские объекты в попытке устранить дублирующие функции, баллистические исследовательские лаборатории претерпели несколько организационных изменений. В 1968 году армия объединила BRL, лабораторию инженерии человека , лабораторию покрытий и химическую лабораторию, лабораторию ядерной обороны и агентство анализа систем материальной части армии (AMSAA), чтобы сформировать Абердинский центр исследований и разработок (ARDC). В этой новой организационной структуре каждая из пяти лабораторий управлялась гражданским техническим директором, который подчинялся непосредственно общему командиру. [3] [26] Это изменение совпало с крупной внутренней реорганизацией в BRL. В то время как внутренние, внешние и терминальные баллистические лаборатории BRL остались неизменными, баллистическая измерительная лаборатория стала лабораторией сигнатуры и распространения, а лаборатория систем вооружения была передана в AMSAA. В 1969 году, после официального создания ARDC, лаборатория ядерной обороны была поглощена BRL и переименована в лабораторию ядерных эффектов. [25]

В сентябре 1972 года Центр исследований и разработок в Абердине был расформирован, и BRL вернулась к статусу деятельности класса II в рамках AMC. Вскоре после этого BRL создала Лабораторию анализа концепций и Лабораторию радиации, чтобы заменить Лабораторию сигнатуры и распространения и Лабораторию ядерных эффектов соответственно. В 1976 году Лаборатории баллистических исследований объединили все существующие лаборатории под своим командованием, чтобы снова стать Лабораторией баллистических исследований. В результате семь лабораторий были преобразованы в шесть новых подразделений: Отдел внутренней баллистики, Отдел запуска и полета, Отдел терминальной баллистики, Отдел баллистического моделирования, Отдел анализа уязвимости и Отдел компьютерной поддержки. [25]

В 1992 году Баллистическая исследовательская лаборатория была одной из семи армейских лабораторий, которые были объединены в Исследовательскую лабораторию армии США. Ее деятельность была разделена на три части, каждая из которых объединилась в различные управления ARL. Основная часть BRL сформировала ядро ​​Управления технологий вооружения, которое позже стало Управлением исследований оружия и материалов. Элементы компьютерных технологий BRL перешли в Управление передовых вычислительных и информационных наук, которое позже стало Управлением вычислительных и информационных наук. Наконец, компонент анализа уязвимости BRL стал частью Управления анализа выживаемости/летальности ARL. [2]

Советники и консультанты

Научно-консультативный комитет на фоне строящегося здания 328. Задний ряд: г-н Моэрман, г-н Дикинсон, г-н Карр, г-н Макнейлли, г-н Шэнкс, г-н Лидер. Средний ряд: лейтенант Гиллон, г-н Лейн, г-н Рено, г-н Хичкок, д-р Чартерс, капитан Саймон, д-р Ходж, г-н Биман, г-н Толч, г-н Гей, лейтенант Стил. Передний ряд: г-н Кент, профессор Юри, профессор Раби, доктор Драйден, доктор Льюис, полковник Цорниг, доктор Халл, профессор фон Карман, профессор фон Нейман, профессор Рассел, доктор Дедерик.
Фотография членов Научно-консультативного комитета BRL в сентябре 1940 г.

С 1940 по 1977 год Научный консультативный комитет помогал консультировать директора BRL по научным и техническим аспектам баллистического оружия. Комитет был впервые создан директором BRL Германом Цорнигом с помощью американского математика Освальда Веблена , главного ученого BRL. Состоящий из высоко оцененных ученых и инженеров, комитет влиял на многие решения BRL относительно новых объектов, информировал лабораторию о последних достижениях в различных научных областях и предоставлял информацию о причинах общих проблем. [25] Члены Научного консультативного комитета также были обычно доступны для индивидуальных консультаций по конкретным вопросам. [5]

Со временем в Научно-консультативный комитет вошло несколько выдающихся деятелей. Среди них были физик-теоретик космических лучей Томас Х. Джонсон , математик Эдвард Дж. МакШейн , физик Дэвид Л. Вебстер и ученый-авиаконструктор Кларк Милликен . [12] [27] [28] Научно-консультативный комитет был позднее расформирован в 1969 году, но вновь создан директором BRL Робертом Эйхельбергером в 1973 году. [29] Однако в апреле 1977 года комитет был окончательно упразднен в результате усилий администрации президента Джимми Картера по сокращению числа комитетов, используемых федеральными агентствами. Членами последнего комитета были химик Джозеф Э. Майер , аэрокосмический инженер Гомер Дж. Стюарт , генерал-майор армии Лесли Эрл Саймон , генерал-лейтенант армии Остин Беттс, эксперт по взрывчатым веществам Дж. В. Кауфман, заместитель помощника секретаря армии Чарльз Пур, специалист по компьютерам Моррис Рубинофф, физик Мартин Саммерфилд и авиационный инженер Герберт К. Вайс. [25]

Исследовать

Баллистическая исследовательская лаборатория служила основным исследовательским учреждением для проведения исследований в области физических и математических наук для проектирования и совершенствования систем вооружения армии. Помимо боеприпасов, BRL занималась широким спектром исследовательских областей в рамках своей миссии. [30] Ее исследования включали атмосферные науки , хотя работа в этой области была в конечном итоге передана в Лабораторию атмосферных наук в 1976 году. [26]

Компьютеры

Компьютерная консоль BRLESC-I в BRL.
Консоль компьютера BRLESC-I в BRL.

Поскольку высокоскоростные вычисления стали основным приоритетом армии, BRL сыграла важную роль в разработке современного компьютера, поскольку лаборатория работала над повышением темпа военных вычислений. Помимо содействия разработке некоторых из самых ранних в мире электронных компьютеров, BRL сосредоточилась на достижении прогресса как в аппаратном, так и в программном обеспечении, уделяя особое внимание увеличению скорости работы, простоте программирования и общей экономичности своих компьютеров. [5] После успешной демонстрации своих первых электронных компьютеров BRL продолжила вкладывать значительные средства в исследования высокоскоростных вычислений. В 1956 году исследователи BRL начали разрабатывать новый компьютер самостоятельно под названием Ballistic Research Laboratories Electronic Scientific Computer , или BRLESC. Завершенный в 1961 году, он некоторое время считался самым быстрым компьютером в мире, прежде чем его быстро превзошел IBM 7030 Stretch . В 1967 году BRL разработала твердотельный цифровой компьютер под названием BRLESC II, который был спроектирован так, чтобы работать в 200 раз быстрее, чем ORDVAC. BRLESC I и II стали последними компьютерами, разработанными и разработанными BRL. После выполнения круглосуточных операций в течение более чем десятилетия, BRLESC I и II были закрыты в 1978 году. Несмотря на это, BRL продолжал проводить исследования в области высокоскоростных вычислений и участвовал в разработке нового оборудования и программного обеспечения, такого как гетерогенный элементный процессор и ping . [6]

Внутренняя баллистика

Исследования внутренней баллистики в BRL были сосредоточены в первую очередь на улучшении тяги боеприпасов и увеличении скорости армейских ракет. Работая над достижением этой цели, BRL разработала новые пороха, которые обеспечивали большую мощность и энергию, сохраняя при этом стабильность и контроль. [30] Такая работа подразумевала анализ химии пламени, механики процесса запуска и физических и химических свойств порохов. Желаемые цели исследований включали увеличение начальной скорости, лучшее сгорание порохов, устранение затяжных пожаров , уменьшение эрозии канала ствола, уменьшение дульной вспышки и дыма, уменьшение веса оружия и улучшение механизмов отдачи. В начале своей истории две основные цели BRL заключались в том, чтобы узнать больше о фундаментальных процессах внутренней баллистики для проектирования лучшего оружия и разработки более точных методов прогнозирования того, как это оружие будет работать. Это означало, что многие исследования, которые проводила лаборатория, были сосредоточены на вопросах, связанных с тем, как порох взаимодействует с боеприпасом. Исследователи BRL также сосредоточились на физической химии порохов, а также на термодинамических свойствах пороховых газов, получаемых при сжигании пороха. Исследования BRL в области внутренней баллистики привели к более широкому спектру порохов для различных систем оружия, которые достигли более высоких скоростей. [5] По мере того, как артиллерийские технологии становились все более сложными, BRL использовала свои электронные компьютеры для разработки цифровых программ, которые моделировали внутренние баллистические характеристики ее систем оружия. Внутренние баллистические данные от выстрелов из орудий также помогли исследователям BRL создать модели для руководства по проектированию будущих боеприпасов. К середине 20-го века лаборатория начала разрабатывать пороха для современных ракет и боеприпасов большого калибра. Исследователи также занимались исследованиями, касающимися воспламенения, горения, кинематики оружия и эрозии ствола орудия. [25]

Внешняя баллистика

Исследования внешней баллистики в BRL были сосредоточены на внешнем дизайне армейских ракет и аэродинамических явлениях, которые влияют на их полет. В дополнение к известным силам, таким как сопротивление и подъемная сила, исследователям BRL было поручено проанализировать потенциальные факторы, которые могли повлиять на поведение снаряда, такие как эффекты силы Магнуса и момента. Как теоретические, так и экспериментальные исследования помогли исследователям BRL создать новые методы проектирования аэродинамически устойчивых ракет. Одной из важнейших задач, которую выполнял BRL, была разработка методов прогнозирования динамической устойчивости предлагаемых конструкций ракет со стабилизацией вращением. Однако исследователи также анализировали конструкции снарядов со стабилизацией оперением. Другие области исследований включали анализ пограничных слоев, скорости нагрева и химического взаимодействия между движущимся снарядом и окружающим воздухом и электрическими полями. [5] [30] Отдел внешней баллистики BRL отвечал не только за разработку лучших снарядов и методов стрельбы. Этот отдел лаборатории также отвечал за подготовку таблиц стрельбы и бомбометания для солдат в полевых условиях. Во время Второй мировой войны точность оружия стала критически важным моментом для исследователей BRL, которые направили большую часть своих военных усилий на улучшение баллистических характеристик снарядов. Для того чтобы проверить характеристики различных снарядов в различных условиях, лаборатория в значительной степени полагалась на сверхзвуковые аэродинамические трубы и аэродинамические полигоны, установленные на Абердинском испытательном полигоне. Аэродиновые трубы широко использовались в конце 1950-х годов для программы BRL по боковому ветру, которая возникла из-за потребности армии в получении аэродинамических данных для подготовки таблиц стрельбы для авиационных снарядов, выпущенных под большими начальными углами рыскания. [5] Во время космической гонки BRL помогала в разработке нескольких космических аппаратов, включая проекты Mercury , Gemini и Apollo . Лаборатория также занималась исследованиями в области физики атмосферы на больших высотах, физики жидкостей и экспериментальной аэробаллистики, а также разработкой межконтинентальных баллистических ракет . [25]

Терминальная баллистика

Исследования терминальной баллистики в BRL изучали основные эффекты оружия при попадании в цель. Исследователи BRL в этой области проводили экспериментальную и теоретическую работу по ударному поведению снарядов и исследовали такие темы, как механизмы проникновения, фрагментации, раневая баллистика, детонация, распространение ударной волны и горение. [30] В частности, в эпоху после Второй мировой войны BRL активизировала свои исследования терминальной баллистики в ответ на потребность армии в более разрушительных системах оружия с большей огневой мощью. Это подразделение лаборатории также сосредоточилось на исследовании ядерной физики и участвовало в полевых испытаниях ядерного взрыва. BRL разработала и предоставила все приборы для измерения воздушных ударов, скоростей ударов и гидростатических давлений для операций Buster-Jangle и Tumbler-Snapper в 1952 году, операции Upshot-Knothole в 1953 году, операции Castle в 1954 году и операции Teapot в 1955 году . [5] Лаборатория также проводила исследования воздушных ударов во время операции Blowdown в 1963 году и операции Distant Plain в 1966 и 1967 годах. Кроме того, большая часть фундаментальных исследований была направлена ​​на разработку предсказательных математических моделей и компьютерных программ. В то время как терминальная баллистика играла большую роль в проектировании и оценке оружия, BRL использовала экспериментальные данные для разработки защитных технологий, включая различные виды танковой брони. Лаборатория также проводила исследования эффектов лазерных лучей, начиная с 1960-х годов. [25]

Анализ уязвимости

Примерно в конце Второй мировой войны BRL была назначена Управлением начальника артиллерийского управления для проведения анализа уязвимости боевых самолетов и боеприпасов и для реализации планов по снижению этих уязвимостей. Со временем BRL расширила эту роль, чтобы оценить все типы систем вооружения и транспортных средств и применить свои выводы для улучшения будущих конструкций. Лаборатория не только проводила анализ уязвимости американских систем вооружения для повышения их производительности, но и анализировала боевые системы противника, чтобы точно определить их слабые стороны. Хотя это была относительно небольшая обязанность по сравнению с некоторыми другими ее функциями, анализ и снижение уязвимости, тем не менее, стали центральным направлением для целого подразделения в BRL, поскольку исследователи проводили исследования, касающиеся методов повышения эффективности армейских технологий. На протяжении всей войны во Вьетнаме исследователям BRL было поручено постоянно анализировать боевые повреждения самолетов США. Лаборатория также испытывала воздействие ядерного оружия на воздушные суда и ракеты, используя взрывчатые вещества высокой мощности для имитации взрыва ядерного оружия. В целом, BRL функционировала как ведущая лаборатория армии по анализу уязвимости в отношении боевых действий и других внешних повреждений, в то время как Лаборатория оценки уязвимости армии проводила анализ уязвимости в отношении восприимчивости к средствам радиоэлектронной борьбы. [25]

Системы вооружения

Исследования систем вооружения в BRL обычно относились к изучению различных боеприпасов с точки зрения оперативного анализа. Эти исследования были сосредоточены на повышении эффективности различных видов оружия, таких как пушки и ракеты, против самых разных целей от живой силы до вооруженных танков. Эти исследования в первую очередь проводились для оценки и прогнозирования того, как каждая система вооружения будет работать в определенной ситуации. [30] Начиная с начала 1950-х годов BRL опиралась на методы исследования операций для оценки как систем вооружения, так и экспериментального подхода, с помощью которого они оценивались. Лаборатория также включила концепции из теории игр для разработки программ, которые имитировали сражения, что позволяло им анализировать различные тактики и использование конкретного оружия в определенных ситуациях. Данные, собранные в ходе этих исследований, в основном с помощью электронных компьютеров BRL, помогали направлять разработку оружия для армии, поскольку исследователи BRL формулировали, какая система вооружения лучше всего работает против определенных целей в различных обстоятельствах. После 1968 года фокус исследований систем вооружения сместился на разработку новых технических подходов к решению проблем армии. Исследователи BRL также планировали возможность тотальной ядерной войны и поэтому сосредоточились на оценке межконтинентальных баллистических ракет, платформ ПВО и современных подводных систем. BRL также провела многочисленные исследования, которые учитывали такие факторы, как экономическая эффективность и доступность боеприпасов. [25]

Проекты

ORDVAC в BRL.
ORDVAC установлен в BRL.

Лаборатория баллистических исследований участвовала в разработке многих оригинальных технологий и методик в рамках своей армейской миссии. Примеры включают в себя следующее:

Лаборатория баллистических исследований также провела испытания и оценку широкого спектра оружия и других технологий:

Кроме того, BRL оказала исследовательскую поддержку при разработке следующих ракет: баллистические ракеты Atlas , Titan и Minuteman , двухступенчатая тактическая ракета Pershing , ракеты класса «земля-воздух» Hawk и Lance , система ядерного оружия Davy Crockett , противоракета Nike Zeus , баллистическая ракета Polaris , баллистическая ракета Skybolt , ракета класса «земля-земля» Sergeant , ракета-носитель Mercury и ракета Saturn V. [25 ]

16-дюймовая пушка HARP на Барбадосе производит выстрел в небо.
16-дюймовая (410-мм) пушка HARP на Барбадосе.

BRL участвовал в нескольких масштабных исследовательских программах, которые привели к заметным научным вехам. К ним относятся следующие:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Приложение K: Баллистическая исследовательская лаборатория". Достижение лидерства в технологии материалов для армии будущего: отчет. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. 1986. doi : 10.17226/18915. ISBN 978-0-309-31115-1.
  2. ^ ab Moye, William (май 1997 г.). Генеалогия ARL (отчет). Министерство армии США. Отчет № AD-A383226 – через Центр технической информации обороны.
  3. ^ ab US Army Research Laboratory (сентябрь 2017 г.). История US Army Research Laboratory. Правительственная типография. ISBN 9780160942310.
  4. ^ abcd Мойе, Уильям (январь 1996 г.). "ENIAC: The Army-Sponsored Revolution". История вычислительной информации . Архивировано из оригинала 3 апреля 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  5. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah Барбер, Гордон (1956). Баллистики на войне и в мире: история исследовательской лаборатории баллистики армии США (PDF) . Том 1. ADA300523. Архивировано (PDF) из оригинала 27 марта 2020 г. – через Центр технической информации Министерства обороны.
  6. ^ abcdefghijkl Бергин, Томас, ред. (сентябрь 2000 г.). 50 лет армейских вычислений: от ENIAC до MSRC (PDF) . Армейская исследовательская лаборатория. ISBN 0-9702316-1-X– через Центр технической информации Министерства обороны.
  7. ^ Кронин, Шарлотта (26 сентября 2014 г.). «Первые годы Абердинского испытательного полигона». The Baltimore Sun.
  8. ^ "Профессор Форест Р. Молтон". United States Army Ordnance Corps . Архивировано из оригинала 9 декабря 2022 года.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  9. ^ Military OneSource. "Подробный обзор Абердинского испытательного полигона". Военные объекты .
  10. ^ Грандин, Кэтрин; Генри, младший, Уильям; Генри, Ирен (1985). Исторический американский инженерный отчет: Абердинский испытательный полигон (Эджвудский арсенал) (PDF) (Отчет). Министерство внутренних дел США, Служба национальных парков.
  11. ^ ab Шрейдер, Чарльз (2006). История исследований операций в армии США, том 1: 1942-1962 (PDF) . Офис заместителя заместителя министра армии по исследованиям операций.
  12. ^ ab Грин, Констанс; Томсон, Гарри; Рутс, Питер (1990). Департамент артиллерийского вооружения: планирование боеприпасов для войны (PDF) . Соединенные Штаты во Второй мировой войне: Технические службы. Центр военной истории армии США.
  13. ^ ab Goldstine, Herman (2008). Компьютер от Паскаля до фон Неймана. Princeton University Press. ISBN 9781400820139.
  14. ^ ab Саймон, Лесли; Граббс, Фрэнк; Зарудни, Серж (1971). Роберт Харрингтон Кент: 1886-1961 (PDF) . Национальная академия наук.
  15. ^ Аугартен, Стэн (1984). «Лаборатория баллистических исследований и таблицы стрельбы». BIT by BIT: Иллюстрированная история компьютеров . Нью-Йорк: Ticknor and Fields. ISBN 0-89919-268-8.
  16. ↑ Дэвис, Хизер (19 января 2017 г.). «Для справки: Программы обучения во время Второй мировой войны». Penn Today .
  17. ^ Дейтц, Пол (29 января 1996 г.). «Полковник Пол Гиллон — дедушка ENIAC». История вычислительной информации . Архивировано из оригинала 2 апреля 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  18. ^ Хендерсон, Гарри (2014). От А до Я о компьютерных ученых. Факты в деле, Incorporated. ISBN 9781438109183.
  19. ^ Аугартен, Стэн (1984). "Проект PX и ENIAC". BIT by BIT: Иллюстрированная история компьютеров . Нью-Йорк: Ticknor and Fields. ISBN 0-89919-268-8.
  20. ^ ab Augarten, Stan (1984). "Расчеты водородной бомбы ENIAC". BIT by BIT: Иллюстрированная история компьютеров . Нью-Йорк: Ticknor and Fields. ISBN 0-89919-268-8.
  21. ^ Чодос, Алан, ред. (2002). «Этот месяц в истории физики: август 1946 г.: лекции в школе Мура». APS News . 11 (8).
  22. ^ Weik, Martin (1961). «История ENIAC». Ordnance: The Journal if the American Ordnance Association . Архивировано из оригинала 2 апреля 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  23. ^ "Важные даты ENIAC". История вычислительной информации . Архивировано из оригинала 2 апреля 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  24. ^ Аугартен, Стэн (1984). «Вычисления с хранимой программой». BIT by BIT: Иллюстрированная история компьютеров . Нью-Йорк: Ticknor and Fields. ISBN 0-89919-268-8.
  25. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai Баллистики на войне и мире: история Исследовательской баллистической лаборатории армии США (PDF) . Том 2. 1976. A300524. Архивировано (PDF) из оригинала 16 февраля 2022 г. – через Центр технической информации Министерства обороны.
  26. ^ ab "5 лабораторий, объединенных в Абердинском научно-исследовательском центре". Army Research and Development Newsmagazine . Том 9, № 11. Декабрь 1968 г. стр. 13.
  27. ^ Беркхарт, Форд (17 марта 1998 г.). «Томас Х. Джонсон, 98 лет, физик космических лучей». The New York Times .
  28. ^ Зиш, Уильям; Пиллсбери, Филипп; Дюбридж, Ли (январь 1966 г.). «Кларк Бланчард Милликен (1903-1966)». Engineering and Science . 29 (4): 20–22. ISSN  0013-7812 – через Caltech Magazine.
  29. ^ «BRL Scientific Advisory Committee Revived». Army Research and Development . 14 (3): 10. 1973.
  30. ^ abcde BRL. Баллистические исследовательские лаборатории армии США.
  31. ^ abcdefgh Баллистики на войне и мире: история Исследовательской лаборатории баллистики армии США (PDF) . Том 3. 1992. A300522. Архивировано (PDF) из оригинала 2 мая 2019 г. – через Центр технической информации Министерства обороны.
  32. ^ Dykstra, Phillip (апрель 2013 г.). "Пакет BRL-CAD: обзор" (PDF) . Defense Technical Information Center . ARL-RP-432. Архивировано (PDF) из оригинала 17 февраля 2022 г.
  33. ^ deBey, ALG; Richard, VW (март 1963 г.). "Система слежения за темными спутниками DOPLOC" (PDF) . Центр технической информации Министерства обороны . AD0403879. Архивировано (PDF) из оригинала 16 февраля 2022 г.
  34. ^ Chiang, FP (10 февраля 1991 г.). «Разработка CASI (компьютерная спекл-интерферометрия) и LSS (лазерный спекл-датчик) с применением к отклику материала при высокой скорости деформации, высокой температуре, вибрации и усталости» (PDF) . Defense Technical Information Center . A248517. Архивировано (PDF) из оригинала 16 февраля 2022 г.
  35. ^ Мауфф, Брэнди (31 августа 2021 г.). «Краткая история Ping или как тысяча строк кода навсегда изменили сети».
  36. ^ Muuss, Mike. «История программы PING». Научные интересы МАЙКА MUUSS .
  37. ^ Старри, Донн; Хофманн, Джордж, ред. (2014). От Кэмп-Кольта до «Бури в пустыне»: история бронетанковых войск США. Издательство Университета Кентукки. ISBN 9780813146584.

39°28′32″с.ш. 76°6′41″з.д. / 39,47556°с.ш. 76,11139°з.д. / 39,47556; -76,11139