El AN / APQ-7 , o Eagle , era un sistema de radar de observación de bombas desarrollado por la Fuerza Aérea del Ejército de los EE. UU . Los primeros estudios comenzaron a fines de 1941 bajo la dirección de Luis Alvarez en el Laboratorio de Radiación del MIT , pero el desarrollo a gran escala no comenzó hasta abril de 1943. Para entonces, los sistemas de alta frecuencia construidos en Estados Unidos prometían un mejor rendimiento sobre el H2S británico existente.El radar estaba entrando en producción. La resolución aún más alta de Eagle se consideró importante para los planificadores de la Fuerza Aérea que preferían el bombardeo de precisión pero no lo lograban, y se pusieron grandes esperanzas en la capacidad del sistema para atacar directamente objetivos pequeños como muelles y puentes.
El esfuerzo bélico ya estaba llegando a su fin cuando llegaron las primeras unidades de producción a fines de 1944. Un pequeño número se instaló en los aviones B-17 Flying Fortress y B-24 Liberator destinados a ser utilizados en Europa, pero ninguno de ellos llegó a tiempo para ver la acción. antes de que terminara la guerra. El sistema se utilizó por primera vez operativamente con el B-29 Superfortress en el Pacific Theatre a partir de mayo de 1945. La adición del APA-46 y 47 "Nosmo" sincronizó una mira de Norden con el APQ-7, y todo el conjunto se conoció como el APQ-7A. La guerra terminó poco después de la introducción de este sistema, y Eagle vio poco uso en el mundo real. Los esfuerzos de la posguerra se centraron en el sistema K , ya que el diseño único de la antena de Eagle dificultaba su uso con bombarderos propulsados por reactores de mayor velocidad.
Historia
Ímpetu
A fines de 1940, como parte de la Misión Tizard , Taffy Bowen había presentado a los científicos estadounidenses el trabajo británico sobre el radar de microondas utilizando el magnetrón de cavidad . Después de regresar al Reino Unido, la observación anterior de Bowen sobre las diferencias en los retornos terrestres notados en los primeros experimentos llevó a Philip Dee a desarrollar un prototipo de sistema de mapeo terrestre en marzo de 1941, un desarrollo que evolucionaría hacia el radar H2S . [1]
Los Estados Unidos se mantuvieron al tanto de esta investigación. Mientras lo discutían en el otoño de 1941, Bowen y Alvarez entraron en un acalorado debate sobre el diseño adecuado de antenas para los sistemas de mapeo terrestre. Bowen estaba convencido de que la antena tenía que ser muy precisa tanto en azimut como en elevación para proporcionar una resolución razonable. Mejorar la resolución sobre la del H2S requeriría antenas más grandes que serían difíciles de manejar, o disminuir la longitud de onda del transmisor más allá del estado de la técnica . [2]
Álvarez no estaba convencido de una parte del argumento: la necesidad de que el sistema fuera preciso en elevación. Consideró que sería una ventaja si el sistema escaneaba un gran ángulo verticalmente, recibiendo una señal de una larga "franja" del suelo de una sola vez. Dado que los retornos del radar desde el suelo más cerca de la aeronave se recibirían primero, una pantalla dibujada hacia afuera desde el centro, el clásico indicador de posición del plan , decodificaría naturalmente la señal de nuevo en una pantalla 2D. [3]
La antena para tal sistema tendría que ser grande solo en la dirección horizontal y podría ser muy delgada verticalmente. Esto tenía ventajas para la instalación en aviones, pero sería aún más práctico si el haz pudiera dirigirse electrónicamente, en lugar de mecánicamente. Retrasando ligeramente la señal a medida que viajaba por la antena larga, que podría disponerse a través de varios medios, el ángulo de fase variaría, haciendo que la señal resultante se enfocara en una dirección determinada. Dado que la antena no tenía que moverse para escanear, esto llevó a la posibilidad de incrustar la antena en los bordes de ataque de las alas del avión o soluciones similares. [3]
Sin embargo, dicho sistema estaría sujeto a cambios en la actitud de la aeronave, algo que H2S abordó al montar la antena en una plataforma estabilizadora. Álvarez elaboró varios conceptos para que los sistemas electrónicos corrijan cualquier movimiento de la aeronave durante el escaneo. El equipo de Rad Lab se refirió inicialmente al concepto como EHIB, abreviatura de "Every House in Berlin", que esperaban poder ver. Ante la insistencia de Lee DuBridge , a principios de 1942 pasó a llamarse "Eagle". [4]
Diseños de antenas
En enero de 1942, un equipo que trabajaba en el problema de la antena había desarrollado un concepto inicial que consistía en una guía de ondas rectangular larga con pequeñas ranuras cortadas en la parte frontal. El concepto fue un ejemplo temprano de lo que hoy se conoce como antena de ranura . Las señales de radio que se escapan a través de una ranura interferirían con la señal de otras ranuras, suprimiendo fuertemente la señal en ciertas direcciones mientras se acumulan en otras. El resultado fue un rayo bien enfocado. Sin embargo, dadas las frecuencias disponibles, en la banda X , cualquier antena lo suficientemente ancha para producir una resolución útil demostró ser también lo suficientemente ancha como para generar lóbulos laterales muy fuertes . Estos arruinaron la pantalla, no solo filtrando la señal inútilmente, sino que también causaron retornos de los lados de la antena que no se podían distinguir de los que estaban frente a ella. [3]
Se hicieron muchos intentos para reducir los lóbulos laterales. Un éxito notable se logró en abril de 1942, con un nuevo diseño con un material dieléctrico de poliestireno que llenaba parcialmente el borde de ataque de la guía de ondas. La presencia del dieléctrico ralentizó el paso de la señal, comprimiéndola efectivamente, de modo que la distancia entre las ranuras podría reducirse y la antena en su conjunto fue menor. Esto permitió que hubiera más ranuras en la antena del mismo tamaño, lo que ayudó a reducir los lóbulos laterales. Todos estos diseños ranurados demostraron tener poca ganancia . [3]
Mientras trabajaba en otro proyecto, un radar de alerta temprana de frecuencia de microondas , en mayo de 1942 Alvarez concibió el uso de antenas dipolo individuales en lugar de ranuras como elementos radiantes. Al conectarlos a la alimentación con polaridad alterna (180 grados fuera de fase), podrían colocarse uno al lado del otro, en lugar de estar separados por 1 ⁄ 2 de longitud de onda. Esto duplicó el número de elementos en un área determinada, duplicando igualmente la intensidad de la señal y reduciendo aún más los lóbulos laterales. [3]
Lo que quedaba era el desarrollo de un sistema adecuado para retrasar la señal bajo demanda, permitiendo escanear la dirección del haz. El problema clave fue cambiar la velocidad de la señal a pedido para poder ajustar la fase. Después de varios conceptos, el equipo finalmente se decidió por una guía de ondas que consta de dos placas paralelas con barreras superpuestas en los lados verticales (la parte delantera y trasera de la guía de ondas). Variando mecánicamente el espacio entre las dos placas, la velocidad de propagación a lo largo de la guía de ondas cambió y se logró la dirección. [3]
Desarrollo
Para el verano de 1942, parecía que la mayoría de los problemas principales se habían resuelto, y se estableció un nuevo laboratorio bajo la dirección de EA Luebke para desarrollar un sistema de trabajo. [3] La Fuerza Aérea del Ejército, un defensor del bombardeo de precisión pero incapaz de lograrlo en combate, puso grandes esperanzas en la capacidad del sistema para atacar objetivos precisos, presionando para su desarrollo a pesar de que otros sistemas como H2X comenzaban a entrar en producción. [5]
El primer modelo experimental, con una antena de 0,91 m (3 pies), se colocó en el techo del Laboratorio de Radiación . Aunque burdo, demostró que la idea básica era sólida. Una versión de 6 pies (1,8 m) siguió a fines de 1942, y luego una de 8 pies (2,4 m) con 108 dipolos a principios de 1943. Se señaló que el diedro y el barrido de la mayoría de las aeronaves harían la instalación de un avión en el ala. escáner difícil, y cargas aeroelásticas durante el vuelo, especialmente "aleteo", serían una seria preocupación. El equipo se trasladó a un modelo de 16 pies (4,9 m) de largo con 252 dipolos, montado en un recinto aerodinámico separado en forma de ala. [6] El ancho se limitó a 16 pies simplemente porque era la cepilladora de madera más grande a la que podía acceder el equipo. Posteriormente se retiraron dos dipolos a petición de un socio industrial que prefirió trabajar con números redondos. [7]
El nuevo sistema se montó en un bombardero B-24 y voló para sus primeras pruebas el 16 de junio de 1943. [8] Una serie de pruebas en Westover Field demostraron que la antena funcionaba bien, pero ninguno de los otros componentes electrónicos era confiable. Las pruebas continuaron hasta octubre, cuando el bombardero, SN 42-40344, fue trasladado a Boca Ratón para continuar las pruebas en un clima mejor. [8]
Fabricación
Mientras se probaba el sistema básico, se estaban considerando las pantallas y la computadora de balística. Esto llevó a un diseño "chapado en oro" conocido como Universal Bomb Sight, o UBS. Desarrollado por Bell Labs , el UBS era una enorme computadora mecánica , de aproximadamente 1,000 libras (450 kg), que podía recibir cualquier tipo de entrada y condición, y proporcionar una señal de bombardeo. A diferencia de modelos similares como el Norden bombsight , el UBS fue diseñado para tener poco tiempo de asentamiento y permitiría maniobrar durante la aproximación. La configuración propuesta incluiría dos pantallas, una vista de gran angular utilizada para la navegación y otra vista muy ampliada para bombardeos de precisión. [9]
A fines del verano de 1943, estaba claro que la UBS era un desafío demasiado grande y podría retrasar todo el programa. En una reunión del 22 de octubre, se tomó la decisión de utilizar un sistema de puntería de bomba simplificado para el futuro inmediato, con un operador de radar llamando al bombardero, quien usaría una simple calculadora mecánica para medir el tiempo de caída. [10] Estaba claro que esto no era satisfactorio, pero sin otra opción disponible a corto plazo, se realizó un pedido de 40 sistemas Eagle Mark I de preproducción para su entrega en agosto de 1944. [9]
Aparecieron muchos problemas nuevos a medida que se preparaba cada pieza para la producción, y el 1 de mayo de 1944, Western Electric estaba satisfecha de que el diseño estaba listo para la fabricación. La compañía utilizó un edificio en ruinas en la calle 42 en la ciudad de Nueva York como lugar de montaje y comenzó a pedir las piezas separadas de 1813 a fabricantes de todo el país. [11] Los primeros cinco conjuntos se ensamblaron en Bell Labs en julio de 1944, y otros 33 se completaron en agosto [11] y el último de los 50 conjuntos de preproducción en septiembre. Los primeros conjuntos de producción de la nueva planta llegaron el 28 de septiembre, 40 más en octubre y otros 142 en noviembre. [12]
Nosmo
Mientras comenzaba la producción, el problema del bombardeo con dos miembros de la tripulación estaba resultando incluso peor de lo que se pensaba inicialmente. Mientras tanto, otros sistemas de radar, como H2X, estaban demostrando el problema de intentar calcular la trayectoria de la bomba mientras se operaba el radar. La solución fue construir un sistema que vincule la salida del radar con la entrada del Norden. [10]
El primer dispositivo de este tipo, el conjunto adaptador AN / APA-46, permitió al operador ver a través del Norden en cuatro (o cinco, según el modelo) ubicaciones durante la aproximación. Esto fue reemplazado rápidamente por el APA-47, que actualizó el Norden continuamente. Esto permitió al bombardero concentrarse en la pantalla del radar durante la aproximación y, si las condiciones eran favorables, trasladarse al Norden en el último minuto para lograr una mayor precisión. [10]
Uso del servicio
Los conjuntos se llevaron a las unidades B-24 y B-17 para su uso con la Octava Fuerza Aérea en Europa, pero llegaron demasiado tarde para la acción. En cambio, los conjuntos se dirigieron al nuevo B-29 para su uso contra Japón. Solo una unidad, la 315a Ala de Bombardeo del 21o Comando de Bombarderos, estaba completamente equipada con Eagle, volando durante un mes antes de que terminara la guerra. [12]
Cuando Nosmo se instaló en el Eagle, todo el conjunto se conoció como AN / APQ-7A. Estos acababan de llegar cuando terminó la guerra y no vieron uso en combate. [10]
Referencias
Citas
- ^ Lovell, Bernard (1991). Echoes of War: La historia del radar H2S . Prensa CRC. págs. 90–91. ISBN 9780852743171.
- ^ Radar 1944 , pág. 29.
- ↑ a b c d e f g Radar 1944 , pág. 30.
- ^ "Radar de microondas en guerra" . Vectorsite .
- ^ Perry 1961 , Sistemas de bombardeo de radar iniciales.
- ^ Radar 1944 , pág. 32.
- ^ Radar 1944 , pág. 33.
- ↑ a b Radar 1944 , pág. 38.
- ↑ a b Radar 1944 , pág. 39.
- ^ a b c d Perry 1961 , El sistema NOSMO.
- ↑ a b Radar 1944 , pág. 42.
- ↑ a b Radar 1944 , pág. 43.
Bibliografía
- "The Eagle Story: cómo empezó todo" . Radar : 28–33, 36–43. 20 de agosto de 1944.
- Perry, Robert (octubre de 1961). Desarrollo de armamento aerotransportado 1910-1961 . Comando de Sistemas de la Fuerza Aérea de EE. UU.