SCR -584 (сокращение от Set, Complete, Radio # 584 ) — автоматический микроволновый радар сопровождения, разработанный Лабораторией радиации Массачусетского технологического института во время Второй мировой войны . Это был один из самых передовых наземных радаров своего времени, и он стал одним из основных радаров наведения орудий, использовавшихся во всем мире вплоть до 1950-х годов. Мобильная версия, устанавливаемая на прицепе, называлась SCR-784 .
В 1937 году первый американский радар управления огнем , радар SCR-268 , оказался недостаточно точным отчасти из-за его большой длины волны. В 1940 году Ванневар Буш , возглавлявший Национальный комитет по оборонным исследованиям , создал «Микроволновый комитет» (секция D-1) и подразделение «Управление огнем» (D-2) для разработки более совершенной радиолокационной системы ПВО в целях содействия британским усилиям по противовоздушной обороне. В сентябре того же года британская делегация, миссия Тизарда , сообщила американским и канадским исследователям, что они разработали магнетронный генератор, работающий на верхнем конце диапазона УВЧ (длина волны 10 см/3 ГГц ), что позволило значительно повысить точность. Буш организовал Радиационную лабораторию (Rad Lab) в Массачусетском технологическом институте для разработки приложений с его использованием. Это включало новый радар ПВО ближнего действия.
Альфред Ли Лумис , управлявший Rad Lab, выступал за разработку полностью автоматической системы слежения, контролируемой сервомеханизмами. [1] Это значительно облегчило задачу слежения за целями и сократило рабочую силу, необходимую для этого. Они также смогли воспользоваться недавно разработанным микроволновым переключателем, который позволил им использовать одну антенну для трансляции и приема, что значительно упростило механическую компоновку. Получившаяся конструкция помещалась в один трейлер, могла обеспечивать поиск по всему небу и отслеживание одной цели, а также автоматически следовала за целями. В тесном контакте с Rad Lab Bell Telephone Laboratories разрабатывала электронный аналоговый наводчик пушки, который должен был использоваться совместно с радаром и сервоприводными 90-мм зенитными орудиями.
Радар планировалось ввести в действие в конце 1943 года, но задержки привели к тому, что SCR-584 не попал в полевые части до начала 1944 года. Они начали заменять более ранний и более сложный SCR-268 в качестве основной системы наведения зенитных орудий армии США так быстро, как только их можно было производить. Они оказались проще в использовании в полевых условиях, чем менее совершенный канадский/британский радар GL Mk. III , и многие SCR-584 были срочно отправлены в Англию, где они стали важной частью обороны, разработанной для противодействия летающей бомбе V1 . К концу войны они использовались для отслеживания артиллерийских снарядов в полете, обнаружения транспортных средств и сокращения численности личного состава, необходимого для наведения зенитных орудий.
В сентябре 1940 года группа британских физиков и инженеров посетила своих коллег в США в рамках так называемой миссии Тизарда . Целью встреч был обмен технической информацией, которая могла бы быть полезна для военных действий. Британцы не решались выдавать слишком много информации, не получая ничего взамен, и первоначальный прогресс был медленным. Когда они перешли к теме радаров, британская группа с удивлением узнала, что США находятся в процессе разработки двух систем, похожих на их собственную существующую Chain Home , военно-морскую CXAM и армейскую SCR-270 . Это положило начало разрядке обстановки между двумя группами.
Две предыдущие попытки радиолокационного управления наведением орудий были примечательны. В Великобритании использовался радар GL Mk. I с частотой 75 МГц в сочетании с предсказателем Vickers; а в США SCR-268 с частотой 200 МГц был объединен с предсказателем Sperry M-4. [2] Ни американские, ни британские системы не обладали точностью, необходимой для непосредственной наводки связанных с ними орудий из-за их длинных волн. Затем делегаты США упомянули работу ВМС над радаром с длиной волны 10 см, который мог обеспечить требуемое разрешение с относительно небольшими антеннами, но их клистронная трубка имела низкую мощность и была непрактичной.
Это был момент, которого ждала британская команда. Эдвард Джордж Боуэн извлек один из самых первых магнетронов с полостью из коробки и показал его другим исследователям. Он объяснил, что он также работал на длине волны 10 см, но обеспечивал большую мощность — не только чем клистроны ВМС, но даже чем существующие длинноволновые радары США. Один американский историк позже описал его как «самый ценный груз, когда-либо доставленный к нашим берегам». [3]
Потенциал устройства был очевиден, и американская группа, неофициально известная как Микроволновый комитет, немедленно переключила свои усилия на магнетрон. В течение нескольких недель они построили свои собственные образцы в лабораториях США. Они также начали разрабатывать другие технологии, представленные на той встрече, включая радар перехвата самолетов и радионавигационную систему, которая стала LORAN . Расширение Комитета привело к его переименованию в Радиационную лабораторию (RadLab) в 1940 году.
Официальное предложение о замене SCR-268 было сделано Корпусом связи в январе 1941 года, к этому моменту Радиационная лаборатория уже сформировала то, что они знали как Проект 2, для разработки этого усовершенствованного радара наводки орудий. Массачусетский технологический институт предложил усовершенствованную систему с автоматическим поиском, отслеживанием и возможностью прямого наведения орудий. Это была область, в которой Массачусетский технологический институт был особенно хорошо осведомлен из-за работы в своей Лаборатории сервомеханизмов. В то же время британские и канадские команды начали работу над версиями более простой системы, которую они надеялись развернуть к 1942 году — GL Mk. III, которая была микроволновой версией более ранних радиолокационных установок VHF с переключением лепестков. [4] Радиационная лаборатория поддерживала тесный контакт с канадской командой во время этих разработок.
Команда RadLab под руководством Ли Дэвенпорта запустила прототип радиолокационной системы в апреле 1941 года. [5] Чтобы протестировать систему автоматического прицеливания, они прикрепили выходы радара к орудийной башне, взятой с бомбардировщика Boeing B-29 , сняв орудия и заменив их камерой. Затем друг облетел территорию на своем легком самолете, в то время как камера периодически делала фотографии, и 31 мая система смогла точно отслеживать самолет. Затем началась работа по созданию системы, пригодной для полевого использования, смонтировав всю систему в одном трейлере с 6-футовой антенной наверху. Известная как XT-1 , для eXperimental Truck-1 , система была впервые испытана в Форт-Монро в феврале 1942 года.
Работа также началась над подходящим компьютером для наведения орудия, который мог бы использовать электрические, а не механические входы для данных наведения. Bell Labs поставила для этой роли аналоговый компьютер, известный как M9 Gun Director . M9 имел четыре набора выходов, что позволяло одному M9 управлять четырьмя стандартными 90-мм орудиями M1 армии . Вся система, включая M9, была продемонстрирована в полном виде 1 апреля 1942 года. Контракт на более чем 1200 систем прибыл на следующий день. Bell также работала над собственным микроволновым радаром в качестве резервного проекта.
SCR-584 был чрезвычайно передовым для своего времени. Чтобы достичь высокой точности и измерить как азимут, так и высоту с помощью одной антенны, он использовал коническую сканирующую систему, в которой луч вращается вокруг оси антенны, чтобы найти максимальную точку сигнала, тем самым указывая, в каком направлении должна двигаться антенна, чтобы навести ее прямо на цель. Идея была предложена Альфредом Лумисом, директором секции D-1 Национального комитета по оборонным исследованиям . В октябре 1940 года она была принята для проекта радара «полностью автоматического слежения». Коническое сканирование также было принято в 1941 году для 10-сантиметровой радиолокационной системы управления огнем ВМС [6] и использовалось в немецком радаре Вюрцбург в 1941 году. SCR-584 значительно усовершенствовал систему и добавил режим автоматического слежения. [7] Как только цель была обнаружена и находилась в пределах досягаемости, система автоматически удерживала радар, наведенный на цель, с помощью двигателей, установленных в основании антенны. Для обнаружения, в отличие от отслеживания, система также включала режим спирального сканирования , который позволял ей искать самолеты. Этот режим имел свой собственный выделенный дисплей PPI для легкой интерпретации. При использовании в этом режиме антенна механически вращалась со скоростью 4 об/мин, в то время как ее подталкивали вверх и вниз для вертикального сканирования.
Система могла работать на четырех частотах от 2700 до 2800 МГц (длина волны 10–11 см), посылая импульсы мощностью 300 кВт длительностью 0,8 микросекунд с частотой повторения импульсов (PRF) 1707 импульсов в секунду. Она могла обнаруживать цели размером с бомбардировщик на расстоянии около 40 миль и, как правило, могла автоматически отслеживать их на расстоянии около 18 миль. Точность в этом диапазоне составляла 25 ярдов по дальности и 0,06 градуса (1 мил) по углу пеленга антенны (см. таблицу «Технические характеристики SCR-584»). Поскольку ширина электрического луча составляла 4 градуса (до -3 дБ или точек половинной мощности), цель размазывалась по части цилиндра, чтобы быть шире по пеленгу, чем по дальности (т. е. порядка 4 градусов, а не 0,06 градуса, подразумеваемых механической точностью наведения), для удаленных целей. Информация о дальности отображалась на двух " J-scopes ", похожих на более распространенный дисплей A-line, но расположенных в радиальном порядке, синхронизированном с задержкой возврата. Один из них использовался для грубой дальности, другой - для точной.
Хотя первая боевая единица была доставлена в мае 1943 года, различные бюрократические проблемы привели к задержке ее поставки в войска на передовой. SCR-584 впервые был использован в бою в Анцио в феврале 1944 года, где он сыграл ключевую роль в разгоне концентрированных воздушных атак Люфтваффе на ограниченном плацдарме. SCR-584 не был новичком на фронте, где он следовал за войсками, использовался для наведения самолетов, обнаружения вражеских транспортных средств (как говорят, один радар обнаружил немецкие транспортные средства на расстоянии 26 километров) и отслеживания траекторий артиллерийских снарядов, как для корректировки баллистических таблиц для 90-миллиметровых орудий, так и для точного определения местоположения немецких батарей для контрбатарейного огня. После дня Д SCR-584 использовался на быстро меняющихся линиях фронта для наведения самолетов на цели с повышенной точностью. Например, группа систем управления сетью 508-го сквера 404-й истребительно-бомбардировочной группы 9-й воздушной армии управляла SCR-584. С 14 июля 1944 года по 27 октября 1944 года они были прикреплены к Sec 1 Co A, 555-му батальону оповещения о самолетах и несли службу на подвижных передовых позициях.
SCR-584 был настолько успешным, что был адаптирован для использования ВМС США . CXBL , прототип военно-морской версии, был установлен на авианосце USS Lexington в марте 1943 года, в то время как серийная версия SM , построенная General Electric , была введена в эксплуатацию на авианосцах USS Bunker Hill и USS Enterprise к октябрю 1943 года. Была также разработана более легкая версия системы, SCR-784 . Единственным реальным отличием было то, что новая конструкция весила 12 000 фунтов , тогда как оригинальная — 20 000.
Дэвенпорт обеспечил водонепроницаемость ряда радаров, чтобы их можно было перевозить на борту союзной армады, осуществлявшей высадку в Нормандии в день «Д» .
Автоматическая артиллерийская наводка (использующая, среди прочего, радар SCR-584) и неконтактный взрыватель сыграли важную роль в операции «Дайвер» (британская операция по борьбе с летающими бомбами V1 ). Оба они были запрошены командованием ПВО и поступили в большом количестве, начиная с июня 1944 года, как раз когда орудия достигли своих позиций для стрельбы на юго-восточном побережье Англии. Семнадцать процентов всех летающих бомб, попавших в прибрежный «орудийный пояс», были уничтожены пушками в первую неделю на побережье. Этот показатель вырос до 60 процентов к 23 августа и до 74 процентов в последнюю неделю месяца, когда в один необычный день было сбито 82 процента. Уровень возрос с одного V-1 на каждые 2500 выпущенных снарядов до одного на каждые сто.
После войны радар был адаптирован для использования в системах AN/MPQ-12 и AN/MPM-38, ракетной системе полевой артиллерии армии США ( MGM-5 Corporal ). Модифицированная версия также использовалась для управления и радиомаячного сопровождения (с использованием бортового транспондера) спутника-шпиона CORONA .
В 1953 году SCR-584-Mod II использовался для слежения за ракетой Redstone , его дальность полета была увеличена до 740 км за счет использования бортового приемопередатчика. [8]
Несмотря на использование вакуумных ламп и питание от аналогового компьютера, некоторые образцы SCR-584 все еще работают сегодня. В 1995 году первый радар Doppler On Wheels (DOW) адаптировал постамент MP-61 от SCR-584 для использования в мобильном метеорологическом радаре. [9] Используя этот постамент, DOW создали первые карты ветров торнадо, обнаружили пограничные слои ураганов и стали пионерами многих других наблюдательных исследований. На постаменте сначала размещалась 6-футовая, а затем 8-футовая антенна. Позже оригинальные двигатели были заменены более мощными бесщеточными версиями для более быстрого сканирования при сильном ветре. Три DOW теперь эксплуатируются в качестве объектов Национального научного фонда Центром исследований суровых погодных условий. Один находится в Национальной лаборатории суровых штормов в Нормане, штат Оклахома, где постамент 584 является платформой для нового мобильного радара для атмосферных исследований и обучения, или SMART-R.
Американский инженер и осужденный шпион Мортон Собелл украл планы SCR-584 и предоставил их Советскому Союзу. Военные эксперты полагают, что эта технология затем использовалась против Соединенных Штатов во время корейской и вьетнамской войн. [10] Советские радары СОН-9 ( Fire Can ), СОН-30 ( Fire Wheel ) и СОН-50 ( Flap Wheel ) были производными от этого радара. [11]
General Electric построила тележку для SCR-584, обозначенную как K-83. K-83 была разработана для обеспечения полуприцепа сцепным устройством (пятое колесо) колесами и стержнем для зацепления штифта, что позволяло небольшим транспортным средствам перемещать SCR-584. [ необходима цитата ]
