SCR -584 (сокращение от Set, Complete, Radio #584 ) — микроволновый радар автоматического слежения, разработанный Радиационной лабораторией Массачусетского технологического института во время Второй мировой войны . Это был один из самых совершенных наземных радаров своего времени, который стал одним из основных радаров наведения артиллерийских орудий , использовавшихся во всем мире вплоть до 1950-х годов. Мобильная версия на прицепе называлась SCR-784 .
В 1937 году первый в Америке радар управления огнем SCR -268 оказался недостаточно точным, отчасти из-за своей большой длины волны. В 1940 году Ванневар Буш , возглавлявший Национальный оборонный исследовательский комитет , учредил «СВЧ-комитет» (секция D-1) и подразделение «Управление огнем» (D-2) для разработки более совершенной радиолокационной зенитной системы, чтобы вовремя помочь британской противовоздушной обороне. В сентябре того же года британская делегация Tizard Mission сообщила американским и канадским исследователям, что они разработали магнетронный генератор, работающий в верхнем конце диапазона УВЧ (длина волны 10 см/3 ГГц ), что позволяет значительно повысить точность. Буш организовал Радиационную лабораторию (Rad Lab) в Массачусетском технологическом институте для разработки приложений с ее использованием. Сюда входил новый радар ПВО ближнего действия.
Альфред Ли Лумис , руководитель Радиационной лаборатории, выступал за разработку полностью автоматической системы слежения, управляемой сервомеханизмами. [1] Это значительно облегчило задачу отслеживания целей и уменьшило количество рабочей силы, необходимой для этого. Они также смогли воспользоваться преимуществами недавно разработанного микроволнового переключателя, который позволил им использовать одну антенну для вещания и приема, что значительно упростило механическую схему. Получившаяся конструкция умещалась в одном трейлере, могла обеспечивать поиск по всему небу и отслеживание одной цели, а также автоматически сопровождать цели. В тесном контакте с радиационной лабораторией компания Bell Telephone Laboratories разрабатывала электронный аналоговый наводчик пушки, который будет использоваться в сочетании с радаром и 90-мм зенитными пушками с сервоприводом.
Радар планировалось ввести в эксплуатацию в конце 1943 года, но из-за задержек SCR-584 не поступил в полевые части до начала 1944 года. Они начали заменять более ранние и более сложные SCR-268 в качестве основного зенитного орудия армии США. системе так быстро, как только это возможно. Их оказалось проще использовать в полевых условиях, чем менее совершенные канадско-британские GL Mk. III , и многие SCR-584 были срочно отправлены в Англию, где они стали важной частью системы защиты, разработанной для борьбы с летающей бомбой Фау-1 . К концу войны их использовали для отслеживания артиллерийских снарядов в полете, обнаружения транспортных средств и сокращения численности живой силы, необходимой 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 выдать слишком много информации, не получив ничего взамен, и первоначальный прогресс был медленным. Когда они перешли к теме радаров, британская команда была удивлена, узнав, что США находятся в процессе разработки двух систем, аналогичных существующим у них Chain Home : CXAM ВМФ и SCR-270 армии . Это начало растопить лед между двумя группами.
Примечательны две предыдущие попытки наведения артиллерийских орудий с радиолокационным управлением. В Великобритании 75 МГц GL Mk. Радар I использовался вместе с предсказателем Виккерса; а в США SCR-268 на частоте 200 МГц был объединен с предсказателем Sperry M-4. [2] Ни американские, ни британские системы не имели необходимой точности для прямой наводки связанных с ними орудий из-за их длинных волн. Затем делегаты США упомянули о работе ВМФ над радаром с длиной волны 10 см, который мог бы обеспечить необходимое разрешение при относительно небольших антеннах, но их клистронная трубка имела низкую мощность и была непрактична.
Это был момент, которого ждала британская команда. Эдвард Джордж Боуэн достал из коробки один из первых магнетронов с резонатором и показал его другим исследователям. Он объяснил, что он также работает на длине волны 10 см, но обеспечивает более высокую мощность - не только чем клистроны ВМФ, но даже существующие длинноволновые радары США. Один американский историк позже назвал его «самым ценным грузом, когда-либо доставленным к нашим берегам». [3]
Потенциал устройства был очевиден, и группа США, неофициально известная как Микроволновой комитет, немедленно переключила свои усилия на магнетрон. В течение нескольких недель они построили свои собственные образцы в лабораториях США. Они также начали разработку других технологий, представленных на этой встрече, включая бортовой радар перехвата и радионавигационную систему, которая стала LORAN . Расширение комитета привело к тому, что в 1940 году он был переименован в Радиационную лабораторию (РадЛаб).
Официальное предложение о замене SCR-268 было сделано Корпусом связи в январе 1941 года, и к этому моменту RadLab уже сформировала так называемый Проект 2 по разработке этого усовершенствованного радара наводки. MIT предложил усовершенствованную систему с автоматическим поиском, сопровождением и возможностью прямого наведения орудия. Это была область, в которой MIT был особенно хорошо осведомлен благодаря работе в лаборатории сервомеханизмов. В то же время британские и канадские команды начали работу над версиями более простой системы, которую они надеялись внедрить к 1942 году — GL Mk. III, который представлял собой микроволновую версию более ранних УКВ-радаров с лепестковым переключением. [4] Во время этих разработок радиационная лаборатория поддерживала тесный контакт с канадской командой.
Команда RadLab под руководством Ли Дэвенпорта в апреле 1941 года имела прототип радиолокационной системы, работавшей в апреле 1941 года . пистолеты и замена их фотоаппаратом. Затем друг облетел этот район на своем легком самолете, в то время как камера периодически делала фотографии, и 31 мая система смогла точно отследить самолет. Затем началась работа над тем, чтобы сделать систему пригодной для использования в полевых условиях: вся система была установлена в одном трейлере с 6-футовой антенной сверху. Известная как XT-1 ( экспериментальный грузовик-1) , система была впервые испытана в Форт-Монро в феврале 1942 года.
Также началась работа 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 . У М9 было четыре набора выходов, что позволяло одному М9 управлять четырьмя стандартными армейскими 90-мм пушками М1 . Вся система, включая М9, была продемонстрирована в полном виде 1 апреля 1942 года. На следующий день поступил контракт на более чем 1200 систем. Bell также работала над собственным микроволновым радаром в качестве резервного проекта.
SCR-584 был чрезвычайно продвинутым для своего времени. Чтобы добиться высокой точности и измерить как азимут, так и угол места с помощью одной антенны, использовалась система конического сканирования , в которой луч вращается вокруг оси антенны, чтобы найти точку максимального сигнала, тем самым указывая, в каком направлении антенна должна двигаться, чтобы навести прямо в цель. Идею предложил Альфред Лумис, директор секции D-1 Национального комитета оборонных исследований . В октябре 1940 года он был принят на вооружение для проекта РЛС «полностью автоматического слежения». Коническое сканирование было также принято в 1941 году для 10-сантиметровой радиолокационной системы управления огнем ВМФ [6] и использовалось в немецкой Вюрцбургской РЛС в 1941 году. SCR-584 развил систему гораздо дальше и добавил режим автоматического слежения. [7] Как только цель была обнаружена и находилась в пределах досягаемости, система автоматически наводила радар на цель с помощью двигателей, установленных в основании антенны. Для обнаружения, а не слежения, система также включала режим спирального сканирования , который позволял ей искать самолеты. В этом режиме был собственный специальный дисплей PPI для удобства интерпретации. При использовании в этом режиме антенна механически вращалась со скоростью 4 об/мин, одновременно перемещаясь 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 микросекунды с частотой повторения импульсов (PRF) 1707 импульсов в секунду. Он мог обнаруживать цели размером с бомбардировщик на расстоянии около 40 миль и, как правило, мог 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 точки -3 дБ или половинной мощности), цель будет размазана по части цилиндра, так что ее пеленг будет шире, чем дальность (т. е. порядка 4 градусов, а не 0,06 градуса, подразумеваемого механической точностью наведения), для удаленных целей. Информация о дальности отображалась на двух « J-образных прицелах », похожих на более распространенный A-линейный дисплей, но расположенных по радиальной схеме, синхронизированной с задержкой возврата. Один прицел использовался для грубой стрельбы, другой – для точной.
Хотя первая боевая единица была доставлена в мае 1943 года, различные бюрократические проблемы привели к задержке ее доставки в войска фронта. SCR-584 впервые был использован в бою у Анцио в феврале 1944 года, где он сыграл ключевую роль в подавлении концентрированных воздушных атак Люфтваффе на ограниченный плацдарм. SCR-584 был не новичком на фронте, где он следил за войсками, использовался для наведения самолетов, определения местонахождения техники противника (говорят, что один радар улавливал немецкую технику на расстоянии 26 километров) и отслеживания траектории движения самолетов. артиллерийских снарядов, как для корректировки баллистических таблиц для 90-миллиметровых орудий, так и для определения местоположения немецких батарей для контрбатарейного огня. После дня «Д» SCR-584 использовался на быстро меняющихся линиях фронта, чтобы направлять самолеты к целям с повышенной точностью. Например, группа систем управления сетью 508-го отряда 404-й истребительно-бомбардировочной группы 9-й воздушной армии эксплуатировала SCR-584. С 14 июля 1944 года по 27 октября 1944 года они были прикреплены к отделу 1 Co A 555-го батальона авиационного предупреждения и служили на подвижных передовых позициях.
SCR-584 оказался настолько успешным, что был адаптирован для использования ВМС США . CXBL , прототип военно-морской версии, был установлен на авианосце USS Lexington в марте 1943 года, а серийная версия SM , построенная General Electric , к октябрю 1943 года эксплуатировалась на авианосцах USS Bunker Hill и USS Enterprise . Также была разработана версия системы SCR-784 . Единственная реальная разница заключалась в том, что новая конструкция весила 12 000 фунтов , тогда как оригинальная весила 20 000 фунтов.
Давенпорт сделал водонепроницаемым несколько радиолокационных установок, чтобы их можно было нести на борту армады союзников, готовящейся к высадке в Нормандии в день «Д» .
Автоматическая наводка (с использованием, в частности, радара SCR-584) и неконтактный взрыватель сыграли важную роль в операции «Дайвер» (британская операция по противодействию летающим бомбам «Фау-1 »). Оба они были запрошены командованием ПВО и прибыли в больших количествах, начиная с июня 1944 года, как раз в тот момент, когда орудия достигли своих позиций для свободного ведения огня на юго-восточном побережье Англии. Семнадцать процентов всех летающих бомб, попадавших в прибрежный «артиллерийский пояс», были уничтожены артиллерийскими орудиями в первую неделю пребывания на побережье. Этот показатель вырос до 60 процентов к 23 августа и до 74 процентов в последнюю неделю месяца, когда в один исключительный день было сбито 82 процента самолетов. Этот показатель увеличился с одного Фау-1 на каждые 2500 выпущенных снарядов до одного на каждую сотню.
После войны радар был адаптирован для использования в системах AN/MPQ-12 и AN/MPM-38 — ракетном комплексе полевой артиллерии армии США ( MGM-5 Corporal ). Модифицированная версия также использовалась для управления и отслеживания маяком (с использованием бортового транспондера) шпионского спутника CORONA .
В 1953 году для слежения за ракетой «Редстоун» использовалась SCR-584-Mod II , дальность ее действия была увеличена до 740 км за счет использования бортового приемопередатчика. [8]
Несмотря на использование электронных ламп и питание от аналогового компьютера, некоторые экземпляры SCR-584 все еще работают. В 1995 году первый доплеровский радар на колесах (DOW) адаптировал постамент MP-61 от SCR-584 для использования в мобильном метеорологическом радаре. [9] Используя этот постамент, ДОУ создали первые карты ветров торнадо, обнаружили перекаты пограничного слоя 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 ДОУ в настоящее время используются Центром исследований суровой погоды как объекты Национального научного фонда. Один из них находится в Национальной лаборатории сильных штормов в Нормане, штат Оклахома, где постамент 584 является платформой для нового совместного мобильного радара для исследования и обучения атмосферы или SMART-R.
Американский инженер и осужденный шпион Мортон Собелл украл чертежи SCR-584 и передал их Советскому Союзу. Военные эксперты полагают, что технология затем использовалась против США во время войн в Корее и Вьетнаме. [10] Советские радары СОН-9 (« Огненная банка »), СОН-30 (« Огненное колесо ») и СОН-50 (« Закрылочное колесо ») были производными от этого радара. [11]
General Electric построила тележку для SCR-584, получившую обозначение K-83. К-83 был разработан для обеспечения сцепки полуприцепа (седельно-сцепного устройства) с колесами и штангой для зацепления шкворня, что позволяло небольшим транспортным средствам перемещать SCR-584. [ нужна цитата ]
