SCR -270 был одним из первых действующих радаров раннего предупреждения . Это был основной радар дальнего действия армии США во время Второй мировой войны , который был развернут по всему миру. Он также известен как радар Перл-Харбора , поскольку именно SCR-270 обнаружил приближающийся налет примерно за 45 минут до начала атаки на Перл-Харбор 7 декабря 1941 года .
Было выпущено две версии: мобильная SCR-270 и стационарная SCR-271 , которая использовала ту же электронику, но антенну с несколько большим разрешением. Также была выпущена модернизированная версия SCR-289, но она мало использовалась. Версии -270 в конечном итоге были заменены более новыми микроволновыми устройствами на основе резонаторного магнетрона , которые были представлены в США во время миссии Тизарда . Единственной системой раннего оповещения такого рода, которая участвовала в боевых действиях во Второй мировой войне, была AN/CPS-1 , которая появилась в середине 1944 года , как раз ко дню Д. [2]
Корпус связи экспериментировал с некоторыми концепциями радаров еще в конце 1920-х годов под руководством полковника Уильяма Р. Блэра, директора лабораторий Корпуса связи в Форт-Монмуте , штат Нью-Джерси . Хотя армия в основном сосредоточилась на системах инфракрасного обнаружения (популярная идея в то время), в 1935 году работа снова обратилась к радарам, когда один из недавно прибывших Блэра, Роджер Б. Колтон, убедил его отправить другого инженера для исследования проекта радара CXAM ВМС США . Уильям Д. Хершбергер отправился посмотреть, что у них есть, и дал положительный отчет. Получив поддержку Джеймса Б. Эллисона, главного офицера связи, им удалось собрать небольшое количество финансирования и отвлечь часть от других проектов. Была организована исследовательская группа под руководством гражданского инженера Пола Э. Уотсона .
К декабрю 1936 года группа Уотсона имела рабочий прототип, который они продолжали совершенствовать. К маю 1937 года они смогли продемонстрировать установку, обнаружив бомбардировщик ночью. Эта демонстрация оказалась особенно убедительной по ошибке; бомбардировщику Martin B-10 изначально было поручено лететь в известную точку, чтобы радар мог его обнаружить, но его не удалось обнаружить в согласованное время. Затем операторы радара искали бомбардировщик и обнаружили его примерно в десяти милях (16 км) от предполагаемого местоположения. Позже выяснилось, что ветер снес бомбардировщик с курса, поэтому то, что должно было быть простой демонстрацией, превратилось в пример реального радиолокационного обнаружения и слежения. Разработка этой системы продолжилась как SCR-268 , которая в конечном итоге превратилась в превосходную систему наведения орудий на короткие и средние расстояния .
В апреле 1937 года лейтенант Дэвис, офицер эскадрильи преследования армейского корпуса авиации в зоне Панамского канала (CZ), отправил запрос на «средства радиообнаружения самолетов» главному офицеру связи армии США (CSig.), минуя обычные каналы командования. SCR-268 не совсем подходил для этой цели, и после его демонстрации в мае они снова получили запрос на дальнобойное устройство, на этот раз от «Хэпа» Арнольда, который написал им 3 июня 1937 года.
Вскоре после этого Корпус связи встревожился тем, что их радарная работа наблюдалась немецкими шпионами, и переместил разработку в Сэнди-Хук в Форт-Хэнкоке , месте береговой артиллерийской обороны Нижнего залива Нью-Йорк . После переезда работа немедленно началась по запросу Воздушного корпуса на то, что стало известно (в 1940 году) как «Радиостанция SCR-270». Части SCR-268 были перенаправлены на этот новый проект, что задержало завершение -268.
Непереносная версия SCR-271-A, серийный номер 1, была доставлена в зону Панамского канала и начала работу в октябре 1940 года в Форт-Шермане на атлантическом конце Панамского канала . Он подбирал авиалайнеры на высоте 117 миль (188 км) в своем первоначальном испытательном запуске. Второй комплект был установлен на острове Табога в Форт-Гранте на тихоокеанском конце канала к декабрю 1940 года, тем самым обеспечив радиолокационное покрытие жизненно важного, но уязвимого Панамского канала. Westinghouse быстро нарастил производство и выпустил 100 к концу 1941 года.
Операторы установок, которые были отправлены в Панамский канал, на Филиппины, Гавайи и в другие стратегические места, были собраны в школе ПВО в Митчел-Филд , штат Нью-Йорк, в апреле 1941 года. Школа стала кульминацией усилий, начатых в 1940 году, когда Военное министерство создало Командование ПВО во главе с бригадным генералом Джеймсом Э. Чейни. [4] : 152 Чейни получил задание от Хэпа Арнольда собрать всю информацию о британской системе ПВО и как можно быстрее передать знания американским военным. Маршал авиации Даудинг , один из разработчиков системы ПВО с наземным управлением (GCI), использовавшейся во время битвы за Британию , находился в школе и обсуждал с американскими генералами проект и срочность создания гавайской системы, в частности, подчеркивая необходимость тщательного покрытия радиолокационных площадок вдоль побережий. [5]
Несмотря на внимание на высоком уровне и превосходство школы в обучении использованию SCR-270 и его интеграции и координации с истребителями-перехватчиками, армия не продолжила поддерживать младших офицеров, которые обучались на этой сессии. Противовоздушная оборона требовала прямого управления активами, разбросанными по разрозненным подразделениям; зенитные орудия, радары и самолеты-перехватчики не находились под единым командованием. Это была одна из основных проблем, выявленных Робертом Уотсоном-Уоттом до войны, когда демонстрация ранней радиолокационной системы пошла комично неправильно, хотя сама радиолокационная система работала идеально. Даудинг хорошо понимал важность единого командования, но это знание не привело к изменениям в структуре армии США.
Майор армии Кеннет Бергквист вернулся на Гавайи после посещения школы Митчелла-Филд, намереваясь создать скоординированную систему, но когда он прибыл, то обнаружил, что местное руководство армии не заинтересовано в системе, и он был переведен в свое бывшее истребительное подразделение. Только когда начало появляться непонятное оборудование, армия вернула Бергквиста из его истребительного подразделения и сказала ему, что его работа заключается в сборке оборудования по прибытии. Командующий, отвечающий за оборону Гавайев, генерал Уолтер Шорт , имел слабое представление об оружии и тактике, которые армейские технологи (во главе с Хэпом Арнольдом ) настойчиво подталкивали их принять. За исключением редких случаев, было мало интереса в оказании помощи или даже сотрудничестве с целью создания системы противовоздушной обороны. По собственной инициативе Бергквист вместе с некоторыми другими мотивированными младшими офицерами построил импровизированный центр управления без разрешения и только выпрашивая деньги.
Первые SR-270 начали функционировать в июле 1941 года, а к ноябрю Бергквист собрал лишь небольшую команду, но им удалось построить кольцо из четырех SCR-270-B вокруг Оаху, с одним подразделением в резерве. Радары были размещены на центральном северном берегу ( Халейва ), мысе Опана (северная оконечность), на северо-западе в самой высокой точке — горе Каала , и один в юго-восточном углу на мысе Коко. Однако изначально не было создано никакой реальной системы связи или цепочки сообщений. В какой-то момент операторам одного из наборов было поручено звонить и передавать сообщения с заправочной станции, расположенной на некотором расстоянии. Хотя связь в конечном итоге была улучшена, цепочка командования — нет. И по прямому приказу генерала Шорта радиолокационные станции должны были работать только четыре часа в день и выключаться к 7 утра каждого дня. Единственный действующий радар на Филиппинах, напротив, был поставлен на постоянное дежурство в три смены в ответ на предупреждение о войне, отправленное всем зарубежным командованиям в конце ноября. [6] : 225
SCR-270 серийный номер 012 был установлен в Опана-Пойнт , Гавайи, утром 7 декабря 1941 года, управляемый двумя рядовыми, Джорджем Эллиотом и Джозефом Локкардом. Хотя установка должна была отключиться в 7 утра, солдаты решили получить дополнительное время для тренировок, так как грузовик, который должен был отвезти их на завтрак, опоздал. В 7:02 они обнаружили самолеты, приближающиеся к Оаху на расстоянии 130 миль (210 км), и Локкард позвонил в информационный центр в Форт-Шафтер и сообщил: «Большое количество самолетов приближается с севера, три румба на восток». Оператор, принимавший его отчет, передал информацию, повторив, что оператор подчеркнул, что он никогда не видел ничего подобного, и это был «ужасно большой полет».
Отчет был передан неопытному и недостаточно подготовленному офицеру Кермиту Тайлеру , который прибыл всего неделю назад. Он думал, что они обнаружили полет B-17, прибывших тем утром из США. В группе было всего шесть B-17, поэтому это не могло объяснить большой размер радиолокационного эха. Офицер плохо разбирался в технологии, операторы радаров не знали о полете B-17 (ни о его размерах), а у B-17 не было системы IFF ( опознавание друг-враг ), ни какой-либо альтернативной процедуры для определения далеких друзей, такой как разработанная британцами во время Битвы за Британию . Японские самолеты, которые они обнаружили, атаковали Перл-Харбор 55 минут спустя, ускорив формальное вступление Соединенных Штатов во Вторую мировую войну .
Северный курс приближающегося рейса не был передан вовремя, чтобы быть полезным. [7] Флот США вместо этого безуспешно искал к юго-западу от Гавайев, полагая, что атака была начата с этого направления. Оглядываясь назад, это могло быть удачей, поскольку их могла постигнуть та же участь, что и корабли в Перл-Харборе, если бы они попытались вступить в бой с превосходящим японским авианосным флотом, с потенциально огромными потерями.
Радары на Оаху были переведены в круглосуточный режим работы сразу после атаки. [7] После японской атаки Королевские ВВС согласились отправить Уотсона-Уотта в Соединенные Штаты для консультирования военных по технологиям противовоздушной обороны. В частности, Уотсон-Уотт обратил внимание на общее отсутствие понимания на всех уровнях командования возможностей радара, который часто рассматривался как странный гаджет, «производящий мгновенные наблюдения за целями, которые могут быть или не быть самолетами». Генерал Гордон П. Сэвилл , директор противовоздушной обороны в штабе ВВС армии, назвал отчет Уотсона-Уотта «убийственным обвинением всей нашей службы оповещения».
На Филиппинах ВВС Дальнего Востока действовали не намного лучше, чем обороняющиеся ВВС в Перл-Харборе. Хотя у FEAF было пять SR-270B, только два из них функционировали 8 декабря 1941 года, один из них был подразделением воздушного предупреждения Корпуса морской пехоты 4-го полка морской пехоты, базировавшегося на военно-морской базе Кавите . 29 ноября, в ответ на предупреждение о войне, отправленное всем зарубежным командованиям, радиолокационный отряд перешел на непрерывное дежурство в три смены. [6] : 225 Даже при правильном обнаружении вражеских полетов оперативным радаром AAF в Ибе, дезорганизация командования привела к тому, что многие обороняющиеся истребители на Филиппинах также были пойманы на земле и уничтожены, как и самая большая концентрация B-17 (19) за пределами континентальной части США. Установка Iba была уничтожена в ходе первоначальной атаки на Ибу 8 декабря. После первого дня эффективная ударная мощь ВВС Дальнего Востока была уничтожена, а сила истребителей серьезно сократилась. В январе 1942 года подразделение морской пехоты было отозвано в Батаан , где оно успешно использовалось совместно с радаром наведения зенитных орудий SCR-268 для обеспечения воздушного предупреждения небольшому отряду P-40, действовавшему с примитивных аэродромов. [8] : 48
.jpg/1280px-SCR-270_(Okinawa,_AWS-6_-_crop).jpg)
Ключевые командиры [ кто? ], ответственные за оборону объектов [ нужен пример ], уязвимых для воздушного нападения, не оценили необходимость и возможности имеющихся у них средств ПВО, а также то, насколько важен был радар для этой обороны. Уязвимость была хорошо продемонстрирована в военных играх, в частности в играх United States Navy Fleet Problem IX , в которых были уничтожены шлюзы на Панамском канале, и Fleet Problem XIII , когда флот Перл-Харбора был уничтожен в ходе имитационной атаки 150 самолетов в 1932 году. [9]
На острове Мидуэй в июне 1942 года антенна и лачуга SCR-270 [10] были расположены на западной оконечности острова Сэнд. [11] Во время битвы за Мидуэй этот радар использовался для предупреждения острова о приближающихся японских воздушных атаках [10] и для успешного управления последовавшим за этим перехватом истребителей, но радар острова не сыграл никакой существенной роли в основной части авианосных действий последовавшего сражения.
Серия из пяти станций раннего предупреждения , оборудованных SCR-271, была построена армией США в Доминионе Ньюфаундленд в 1942 году для защиты NS Argentia , McAndrew AFB , Ernest Harmon AFB и RCAF Torbay . [12] Станции на мысе Спир ( Prime ) , хребте Эллистон ( Duo ) , острове Сент-Брайд ( Trio ) , острове Фого ( Quad ) и острове Аллана ( Cinco ) были укомплектованы 685-й эскадрильей воздушного предупреждения под оперативным управлением командования базы Ньюфаундленд на базе ВВС Пепперрелл . [13] [14]
Ключом к работе SCR-270 была первичная водоохлаждаемая непрерывная передающая трубка мощностью 8 кВт/100 кВт импульсная. Ранние образцы собирались вручную, но в октябре 1938 года Westinghouse был выдан контракт на поставку серийных версий под обозначением Westinghouse «WL-530» и номером типа Корпуса связи «VT-122». [15] Пара из них прибыла в январе 1939 года и была включена в первый SCR-270 как раз вовремя, чтобы быть использованными в маневрах армии тем летом. Последовало несколько улучшенных компонентов, поскольку армия предложила дополнительные контракты на возможное производство.
Оригинальная модель -270 состояла из четырех транспортных средств, включая фургон для радиооборудования и осциллографа K-30, бензиновый электрогенераторный грузовик K-31, прицеп с платформой K-22B и тягач K-32. Складное крепление антенны было получено из буровой вышки и устанавливалось на прицепе для перемещения. В открытом состоянии оно имело высоту 55 футов (17 м), было установлено на основании шириной 8 футов (2,4 м), содержащем двигатели для вращения антенны. Сама антенна состояла из ряда из 36 полуволновых диполей , подкрепленных рефлекторами, расположенных в трех отсеках, каждый отсек с двенадцатью диполями, расположенными в трехъярусном четырехъярусном стеке. (Более поздние версии производства SCR-270 использовали 32 диполя и рефлектора, либо восемь в ширину на четыре в высоту (фиксированные), либо четыре в ширину на восемь в высоту (мобильные)).
При использовании антенна поворачивалась (вращалась) по команде из операционного фургона, а азимутальный угол считывался путем наблюдения в бинокль за цифрами, нарисованными на поворотном столе антенны. Максимальная скорость вращения составляла один оборот в минуту. Радар работал на частоте 106 МГц, используя ширину импульса от 10 до 25 микросекунд и частоту повторения импульсов 621 Гц. С длиной волны около 3 метров (девять футов) SRC-270 был сопоставим с современной системой Chain Home , разрабатываемой в Великобритании, но не с более совершенными радарами UHF Würzburg, разрабатываемыми в Германии. Эта длина волны оказалась полезной, так как она примерно равна размеру пропеллера самолета и обеспечивала сильные отражения от них в зависимости от угла. Обычно он имел рабочий диапазон около 150 миль (240 км) и постоянно обнаруживал самолеты на этом расстоянии. Полевая бригада из девяти человек состояла из начальника смены, двух операторов осциллографа, двух плоттеров, двух техников и двух электриков.
В рассекреченном военном документе США «Радар США — эксплуатационные характеристики имеющегося оборудования, классифицированные по тактическому применению» приводятся статистические данные о характеристиках SCR-270-D, а именно «максимальная дальность полета одного бомбардировщика на указанных высотах, когда установка находится на ровной площадке на уровне моря»:
Компоненты системы SCR-270 включали следующее: [16]
Передатчик использовал два триода WL530 с водяным охлаждением, сконфигурированные как мощный двухтактный резонансный линейный генератор. [17] Сетки WL530 были подключены к выходу ключа, который обеспечивал высокое отрицательное напряжение смещения, прерываемое импульсами 621 Гц, которые приводили сетки WL530 в состояние проводимости, тем самым позволяя производить импульс РЧ. Линия передачи к антенне была подключена к отводам на резонансных линиях нити.
Как описано выше, ключ/модулятор создавал сеточное напряжение смещения для передающих трубок, которое удерживает их в состоянии отсечки, за исключением коротких положительных импульсов, которые ключ производит 621 раз в секунду. Частота 621 Гц получается либо от внутреннего генератора, либо от внешнего источника, обычно осциллографа. Ключевые выходные каскады состояли из двух последовательно включенных триодов мощности 450TH, а конечный каскад был сконфигурирован как катодный повторитель .
Приемник представляет собой супергетеродинную конструкцию с мощным двойным тетродом 832 в качестве первого усилителя ВЧ и усилительной лампой с орбитальным пучком гексодов электронного умножителя RCA 1630 [18] в качестве второго каскада усилителя ВЧ. Гетеродин включал регулировку настройки на передней панели. Регулятор чувствительности приемника был удаленно расположен на осциллографе. Два каскада усилителя ВЧ и четыре каскада усилителя ПЧ 20 МГц могли обеспечить достаточное усиление, чтобы заполнить экран дисплея осциллографа шумом. : 106
Ключевым новшеством в SCR-270 был переключатель передачи-приема (TR). Радар управления прожектором SCR-268 , который разделял многие технологии с SCR-270, использовал отдельные антенны для передачи и приема. Для максимального усиления антенны при заданном размере желательно использовать одну и ту же антенну для обеих функций. Одним из препятствий является необходимость защиты приемника от мощных импульсов, производимых передатчиком. Это было решено путем размещения искрового промежутка поперек настроенного на «тромбон» участка линии передачи. Высоковольтные импульсы мощности создавали искру, замыкая линию и создавая резонансный шлейф , который не позволял большей части энергии импульса достигать приемника.
Дисплей осциллографа ( A-scope ) использовал электронно-лучевую трубку 5BP4 диаметром пять дюймов , того же типа, что использовалась в первом коммерческом телевизоре RCA , TRK-5, представленном в 1939 году. Развертка обычно генерировалась от внутреннего генератора 621 Гц, который также управлял манипулятором, но можно было использовать и внешний источник. Сигнал развертки проходил через калиброванный фазовращатель, управляемый большим маховиком на передней панели. Задержку между переданным и принятым импульсами можно было точно измерить, поместив переданный импульс под волосную линию на экране, а затем отрегулировав маховик так, чтобы принятый импульс находился под линией.
Две мощные выпрямительные трубки WL-531 обеспечивали регулируемое анодное напряжение до 15 кВ при 0,5 А для передатчика. Из-за импульсного характера передатчика требовалась небольшая фильтрация.
RU-4 циркулировал трижды дистиллированную охлаждающую воду через триоды высокой мощности WL530 и охлаждал возвратную воду с помощью вентилятора. Трижды дистиллированная вода использовалась для минимизации тока утечки от высокого напряжения на анодах трубок.
Более поздние блоки включали систему управления рулевым управлением антенны, которая могла многократно обходить сектор. Еще более поздние системы добавляли дополнительные элементы управления для вращения антенны со скоростью 5 об/мин для использования с указателем положения плана , как современные радары.
Генератор приводился в действие бензиновым двигателем LeRoi и мог вырабатывать 15 кВА электроэнергии.
После использования военными, блок Pearl Harbor (серийный номер 012) был передан в аренду Университету Саскачевана в Саскатуне (вместе со вторым блоком Национальному исследовательскому совету в Оттаве ), который, не зная о его истории, впервые использовал его для получения изображений полярного сияния в 1949 году. Метод был опубликован в 1950 году в журнале Nature и некоторое время был областью активных исследований. В 1990 году, после того как радар простоял заброшенным в течение многих лет, им позвонили и сообщили об исторической природе радара и попросили отправить его обратно в США для сохранения. Сейчас он находится в Национальном музее электроники недалеко от Балтимора . [19] Второй неотреставрированный блок находится в коллекции Музея артиллерии ПВО армии США в Форт-Силл и будет проходить реставрацию в 2020 году.
Первый шаг к координации противовоздушной обороны был сделан в начале 1940 г., когда Военное министерство создало Командование противовоздушной обороны. Возглавляемое бригадным генералом Джеймсом Э. Чейни и расположенное в Митчел-Филд, штат Нью-Йорк, командование было в первую очередь агентством планирования, ответственным за разработку системы единой противовоздушной обороны для городов, жизненно важных промышленных зон, континентальных баз и армий в полевых условиях.
{{cite book}}: Неизвестный параметр |agency=проигнорирован ( помощь ){{cite book}}: |last=имеет общее название ( помощь )
Вид SCR-271 в 1942 году в [Школе установки и обслуживания радаров в Кэмп-Эвансе] http://www.campevans.org/history/radar/wwii-radar-array-scr-270-and-scr-271-cs-2005-12-08l, Уолл, Нью-Джерси