Radar SCR-584
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SCR-584
Vista exterior de SCR-584.jpg
Vista exterior. Todo el equipo operativo estaba alojado en el interior, aunque el director del M-9 y los generadores eléctricos estaban separados. La antena se retrae en la camioneta para viajar.
País de origennosotros
DiseñadorLaboratorio de Radiación del MIT
FrecuenciaCuatro bandas alrededor de 3.000 MHz
PRF1707 pulsos por segundo
Ancho de pulso0,8 microsegundos
Distancia70.000 yardas (40 millas; 64 km)
Diámetro6 pies (1,8 m)
Azimut360 grados
Elevación-175 milésimas de pulgada (-9,8 grados) a +1,580 milésimas de pulgada (+88,9 grados)
PrecisiónError de alcance: 25 yardas; error de acimut: 1 mil (0,06 grados); precisión de elevación: 1 mil (0,06 grados)
Poder250 kilovatios
RelacionadoDatos de los manuales técnicos del Departamento de Guerra de EE. UU. TM11-1324 y TM11-1524 (publicados en abril de 1946 por la Imprenta del Gobierno de EE. UU. )

El SCR-584 (abreviatura de Set, Complete, Radio # 584 ) era un radar de microondas de seguimiento automático desarrollado por el Laboratorio de Radiación del MIT durante la Segunda Guerra Mundial . Fue uno de los radares terrestres más avanzados de su época y se convirtió en uno de los principales radares de colocación de armas utilizados en todo el mundo hasta bien entrada la década de 1950. Una versión móvil montada en un remolque fue el SCR-784 .

En 1937, el primer radar de control de incendios de Estados Unidos , el radar SCR-268 , había demostrado ser insuficientemente preciso debido en parte a su larga longitud de onda. En 1940, Vannevar Bush , al frente del Comité de Investigación de la Defensa Nacional , estableció el "Comité de Microondas" (sección D-1) y la división de "Control de Fuego" (D-2) para desarrollar un sistema antiaéreo de radar más avanzado a tiempo para ayudar al esfuerzo de defensa aérea británica. En septiembre de ese año, una delegación británica, la Misión Tizard , reveló a investigadores estadounidenses y canadienses que habían desarrollado un oscilador magnetrón que operaba en el extremo superior de la banda UHF (10 cm de longitud de onda / 3 GHz), lo que permite una precisión mucho mayor. Bush organizó el Laboratorio de Radiación (Rad Lab) en el MIT para desarrollar aplicaciones que lo utilicen. Esto incluyó un nuevo radar de defensa aérea de corto alcance.

Alfred Lee Loomis , a cargo del Rad Lab, abogó por el desarrollo de un sistema de seguimiento completamente automático controlado por servomecanismos. [1] Esto facilitó enormemente la tarea de rastrear objetivos y redujo la mano de obra necesaria para hacerlo. También pudieron aprovechar un interruptor de microondas recientemente desarrollado que les permitió usar una sola antena para transmisión y recepción, simplificando enormemente el diseño mecánico. El diseño resultante encajaba en un solo remolque, podía proporcionar búsqueda en todo el cielo y seguimiento de un solo objetivo, y seguía los objetivos automáticamente. En estrecho contacto con el Rad Lab, Bell Telephone Laboratories estaba desarrollando un director de cañón analógico electrónico que se utilizaría junto con el radar y los cañones antiaéreos de 90 mm accionados por servo.

El radar estaba destinado a ser introducido a fines de 1943, pero las demoras significaron que el SCR-584 no llegó a las unidades de campo hasta principios de 1944. Comenzaron a reemplazar al anterior y más complejo SCR-268 como el principal cañón antiaéreo del Ejército de EE. UU . sistema tan rápido como se pudieron producir. Demostraron ser más fáciles de usar en el campo que el GL Mk canadiense / británico menos avanzado . III , y muchos SCR-584 fueron trasladados a Inglaterra, donde fueron una parte importante de las defensas desarrolladas para contrarrestar la bomba voladora V1 . Al final de la guerra, se habían utilizado para rastrear proyectiles de artillería en vuelo, detectar vehículos y reducir la mano de obra necesaria para guiar los cañones antiaéreos.

Fondo

En septiembre de 1940, un grupo de físicos e ingenieros británicos visitó a sus homólogos en los EE. UU. En lo que se conoció como la Misión Tizard . El objetivo de las reuniones era intercambiar información técnica que pudiera ser útil para el esfuerzo bélico. Los británicos dudaban en dar demasiada información sin recibir nada a cambio, y el progreso inicial fue lento. Cuando pasaron al tema del radar, el equipo británico se sorprendió al saber que Estados Unidos estaba en el proceso de desarrollar dos sistemas similares a su propio Chain Home existente , el CXAM de la Armada y el SCR-270 del Ejército . Esto comenzó a romper el hielo entre los dos grupos.

Dos intentos anteriores de colocación de armas controladas por radar fueron notables. En Gran Bretaña, el GL Mk de 75 MHz . El radar I se utilizó en conexión con un predictor Vickers; y en los EE. UU., el SCR-268 de 200 MHz se combinó con el predictor Sperry M-4. [2] Ni los sistemas de EE. UU . Ni del Reino Unido tenían la precisión necesaria para colocar directamente sus cañones asociados, debido a sus largas longitudes de onda. Luego, los delegados estadounidenses mencionaron el trabajo de la Marina en un radar de longitud de onda de 10 cm, que podría proporcionar la resolución requerida con antenas relativamente pequeñas, pero su tubo klystron tenía poca potencia y no era práctico.

Este era el momento que esperaba el equipo británico. Edward George Bowen produjo uno de los primeros magnetrones de cavidad de una caja y se lo mostró a los otros investigadores. Explicó que también funcionaba con una longitud de onda de 10 cm, pero ofrecía mayor potencia, no solo que los klistrones de la Marina, sino incluso los radares de onda larga existentes en EE. UU. Un historiador estadounidense lo describió más tarde como "el cargamento más valioso jamás traído a nuestras costas". [3]

El potencial del dispositivo era obvio, y el grupo estadounidense, conocido informalmente como el Comité de Microondas, inmediatamente cambió sus esfuerzos al magnetrón. Tuvieron sus propios ejemplos construidos en laboratorios de EE. UU. En cuestión de semanas. También comenzaron a desarrollar las otras tecnologías presentadas en esa reunión, incluido un radar de interceptación aerotransportado y un sistema de navegación por radio que se convirtió en LORAN . La expansión del Comité llevó a que se le cambiara el nombre de Laboratorio de Radiación (RadLab) en 1940.

Desarrollo

El Cuerpo de Señales hizo una propuesta formal para un reemplazo de SCR-268 en enero de 1941, momento en el cual el RadLab ya había formado lo que conocían como Proyecto 2 para desarrollar este avanzado radar de colocación de armas. El MIT propuso un sistema avanzado con búsqueda automática, seguimiento y la capacidad de apuntar directamente las armas. Este era un campo en el que el MIT estaba particularmente bien informado debido al trabajo en su Laboratorio de Servomecanismos . Al mismo tiempo, los equipos británicos y canadienses comenzaron a trabajar en versiones de un sistema más simple que esperaban implementar en 1942: el GL Mk. III, que era una versión de microondas de los primeros equipos de radar VHF con conmutación de lóbulos. [4] El Laboratorio de Radiación se mantuvo en estrecho contacto con el equipo canadiense durante estos desarrollos.

El equipo RadLab, supervisado por Lee Davenport , tenía un sistema de radar prototipo funcionando en abril de 1941. [5] Para probar el sistema de puntería automática, conectaron las salidas del radar a una torreta tomada de un bombardero Boeing B-29 , quitando las armas y reemplazarlas con una cámara. Luego, un amigo voló su avioneta alrededor del área mientras la cámara tomaba fotografías periódicamente, y el 31 de mayo el sistema pudo rastrear con precisión la aeronave. Luego comenzó el trabajo para hacer que el sistema fuera adecuado para uso en el campo, montando todo el sistema en un solo remolque con la antena de 6 pies en la parte superior. Conocido como XT-1 , para eXperimental Truck-1 , el sistema se probó por primera vez en Fort Monroe en febrero de 1942.

Despliegue de campo del SCR-584 en Peleliu durante la Segunda Guerra Mundial. El alto ángulo de elevación del plato combinado con la falta de actividad visible sugiere que el radar está en su modo de exploración helicoidal.

También se comenzó a trabajar en una computadora adecuada para colocar armas que pudiera usar entradas eléctricas, en lugar de mecánicas, para apuntar datos. Bell Labs entregó una computadora analógica conocida como M9 Director para esta función. El M9 tenía cuatro conjuntos de salidas, lo que permitía que un solo M9 controlara cuatro de los cañones M1 estándar de 90 mm del Ejército . El sistema completo, incluido el M9, se demostró en forma completa el 1 de abril de 1942. Al día siguiente llegó un contrato para más de 1200 sistemas. Bell también trabajó en su propio radar de microondas como proyecto de respaldo.

El SCR-584 era extremadamente avanzado para su época. Para lograr una alta precisión y medir tanto el azimut como la elevación con una antena, utilizó un sistema de escaneo cónico , en el que el haz se gira alrededor del eje de la antena para encontrar el punto de señal máximo, lo que indica en qué dirección debe moverse la antena para apuntar. directamente en el objetivo. La idea fue propuesta por Alfred Loomis, director de la sección D-1 del Comité de Investigación de la Defensa Nacional . En octubre de 1940, fue adoptado para el proyecto de radar de "seguimiento totalmente automático". El escaneo cónico también se adoptó en 1941 para el sistema de radar de control de fuego de 10 cm de la Armada, [6] y se utilizó en el radar alemán de Würzburg.en 1941. El SCR-584 desarrolló el sistema mucho más y agregó un modo de seguimiento automático. [7] Una vez que el objetivo había sido detectado y estaba dentro del alcance, el sistema mantendría el radar apuntando al objetivo automáticamente, impulsado por motores montados en la base de la antena. Para la detección, a diferencia del seguimiento, el sistema también incluía un modo de escaneo helicoidal que le permitía buscar aeronaves. Este modo tenía su propia pantalla PPI dedicada para facilitar la interpretación. Cuando se usó en este modo, la antena se hizo girar mecánicamente a 4 rpm mientras se empujaba hacia arriba y hacia abajo para escanear verticalmente.

El sistema podría funcionar a cuatro frecuencias entre 2.700 y 2.800 MHz (longitud de onda de 10-11 cm), enviando pulsos de 300 kW de 0,8 microsegundos de duración con una frecuencia de repetición de pulsos (PRF) de 1.707 pulsos por segundo. Podría detectar bombarderoobjetivos de tamaño pequeño a un alcance de aproximadamente 40 millas, y en general fue capaz de rastrearlos automáticamente a aproximadamente 18 millas. La precisión dentro de este rango fue de 25 yardas en el rango y 0.06 grados (1 mil) en el ángulo de orientación de la antena (consulte la Tabla "Características técnicas del SCR-584"). Debido a que el ancho del haz eléctrico era de 4 grados (a los puntos de -3db o de media potencia), el objetivo se esparciría a través de una parte de un cilindro, de modo que fuera más ancho en el rumbo que en el rango (es decir, del orden de 4 grados, en lugar de 0,06 grados que implica la precisión de puntería mecánica), para objetivos distantes. La información de alcance se mostró en dos " J-scopes ", similar a la pantalla de línea A más común, pero organizada en un patrón radial sincronizado con el retardo de retorno. Un visor se usó para rango grueso, el otro para fino.

Uso operacional

Consola de operador para SCR-584.

Aunque la primera unidad operativa se entregó en mayo de 1943, varios problemas burocráticos hicieron que se retrasara su entrega a las tropas de primera línea. El SCR-584 se utilizó por primera vez en combate en Anzio en febrero de 1944, donde jugó un papel clave en la disolución de la Luftwaffe.Los ataques aéreos concentrados en la cabeza de playa confinada. El SCR-584 no era ajeno al frente, donde seguía a las tropas, siendo utilizado para dirigir aviones, localizar vehículos enemigos (se dice que un radar detectó vehículos alemanes a una distancia de 26 kilómetros) y rastrear las trayectorias de proyectiles de artillería, tanto para ajustar las tablas balísticas para los cañones de 90 milímetros, como para señalar la ubicación de las baterías alemanas para el fuego de contrabatería. Después del Día D, el SCR-584 se utilizó en las líneas del frente que cambiaban rápidamente para guiar a los aviones hacia sus objetivos con mayor precisión. Por ejemplo, el Grupo de Sistemas de Red de Control del 508 ° Sq del 404 ° Grupo de Bombarderos de Combate, 9 ° Fuerza Aérea dirigió el SCR-584. Desde el 14 de julio de 1944 hasta el 27 de octubre de 1944, estuvieron adscritos a Sec 1 Co A, 555th Sig Aircraft Warning Battalion y sirvieron en fluido,posiciones adelante.

El SCR-584 tuvo tanto éxito que fue adaptado para su uso por la Armada de los Estados Unidos . CXBL , un prototipo de la versión naval, se montó en el portaaviones USS Lexington en marzo de 1943, mientras que la versión de producción, el SM , construido por General Electric , estaba en funcionamiento en los portaaviones USS Bunker Hill y USS Enterprise en octubre de 1943. Un encendedor También se desarrolló una versión del sistema, el SCR-784 . La única diferencia real fue que el nuevo diseño pesaba 12.000 libras , mientras que el original pesaba 20.000.

Davenport impermeabilizado varios de los equipos de radar para que pudieran llevar a bordo de la armada aliada lanzar el desembarco de Normandía en el Día-D .

El tiroteo automático (utilizando, entre otros, el radar SCR-584) y la espoleta de proximidad jugaron un papel importante en la Operación Diver (la operación británica para contrarrestar las bombas voladoras V1 ). Ambos habían sido solicitados por el Comando AA y llegaron en gran número a partir de junio de 1944, justo cuando los cañones alcanzaban sus posiciones de tiro libre en la costa sureste de Inglaterra. El 17% de todas las bombas voladoras que entraron en el "cinturón de armas" costero fueron destruidas por armas de fuego en la primera semana en la costa. Esto aumentó al 60 por ciento el 23 de agosto y al 74 por ciento en la última semana del mes, cuando en un día extraordinario el 82 por ciento fue derribado. La tasa aumentó de un V-1 por cada 2.500 proyectiles disparados a uno por cada cien.

Después de la guerra, el radar se adaptó para su uso en los sistemas AN / MPQ-12 y AN / MPM-38 , un sistema de misiles de artillería de campaña del Ejército de los EE. UU. ( MGM-5 Corporal ). También se utilizó una versión modificada para controlar y rastrear (mediante un transpondedor a bordo) el satélite espía CORONA .

El ingeniero estadounidense y espía convicto Morton Sobell robó planos para el SCR-584 y se los entregó a la Unión Soviética. Los expertos militares creen que la tecnología se utilizó contra Estados Unidos durante las guerras de Corea y Vietnam. [8]

En 1953, el SCR-584-Mod II se usó para rastrear el Redstone (cohete) , su alcance se extendió a 740 km mediante el uso de un transceptor a bordo. [9]

A pesar de usar tubos de vacío y de ser alimentado por una computadora analógica, algunas muestras del SCR-584 todavía están operativas en la actualidad. En 1995, el primer radar Doppler sobre ruedas (DOW) adaptó el pedestal MP-61 de un SCR-584 para su uso en un radar meteorológico móvil. [10] Utilizando este pedestal, los DOW crearon los primeros mapas de vientos de tornado, descubrieron rollos de capa límite de huracanes y fueron pioneros en muchos otros estudios de observación. El pedestal albergaba primero una antena de 6 'y luego una de 8'. Más tarde, los motores originales fueron reemplazados por versiones sin escobillas más potentes para un escaneo más rápido con vientos fuertes. Tres DOW ahora funcionan como instalaciones de la Fundación Nacional de Ciencias por el Centro de Investigación de Clima Severo. Uno se encuentra en el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas. en Norman, Oklahoma, donde el pedestal 584 es la plataforma para el nuevo radar de enseñanza e investigación atmosférica móvil compartida, o SMART-R.

Plataforma rodante K-83

General Electric construyó una plataforma rodante para el SCR-584, designada K-83. El K-83 fue diseñado para proporcionar un enganche de semirremolque (quinta rueda), ruedas y barra para acoplar un pivote, permitiendo que los vehículos más pequeños muevan el SCR-584. [ cita requerida ]

Ver también

  • AN / MPQ-14
  • SCR-784
  • Lista de vehículos del cuerpo de señales de EE. UU.
  • Radio del cuerpo de señales
  • Números G
  • Computadora de datos de armas

Referencias

  1. ↑ Bennett, S., A history of control engineering: 1930-1955, Peregrinus, 1993
  2. ^ Bayliss, LE, El desarrollo del control de incendios HAA invisible 1940-45, Archivos nacionales británicos WO 291/303
  3. ^ Robert Buderi, "La invención que cambió el mundo" , 1996
  4. ^ Bayliss, LE, El desarrollo del control de incendios HAA invisible 1940-45, Archivos nacionales británicos WO 291/303
  5. ^ "Lee Davenport muere a los 95 años; desarrolló Battlefront Radar" , New York Times, 30 de septiembre de 2011
  6. ^ Baxter, JP, "Científicos contra el tiempo", p 147, 1947.
  7. ^ Bennett, Stuart, "Una historia de la ingeniería de control, 1930-1955"
  8. ^ Roberts, Sam (11 de septiembre de 2008). "La figura en el caso de Rosenberg admite el espionaje soviético" . The New York Times .
  9. ^ "La evolución del seguimiento electrónico", WR McMurran, NASA0TM-X-70077, 1973
  10. ^ Wurman y col. Diseño y desarrollo de un radar móvil de haz de lápiz, J. of Atmos. Tecnología Oceánica, 1997

Referencias externas

  • El radar SCR-584 , revista Electronics , noviembre de 1945 y febrero de 1946
  • FM 4-144
  • TM 11-1324
  • TM 11-1424
  • TM 11-1524
  • TM 9-2800
  • Plataforma rodante SNL G695 K-83 (adaptador)
  • Remolque SNL G698 K-78

enlaces externos

  • La página de tributo del radar SCR-584
  • Radar de microondas en guerra
  • Center for Severe Weather Research (operador de la flota de radar DOW)
  • Programa NSSL SMART-R
  • Chrysler y radar: los cañones antiaéreos montados en radar SCR584
  • Radar militar móvil
  • INSTRUCCIONES DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA LOCAL DEL REINO UNIDO 102 TELECOMUNICACIONES OY V-2-211 (Reino Unido) EQUIPO, RADAR, AA, No. 3, MK. V DESCRIPCIÓN GENERAL
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