Linha Mid-Canada - Mid-Canada Line

Mid-Canada Line
Um Piasecki H-21 descarrega suprimentos na frente de uma torre de radar da Mid-Canada Line. As antenas na parte superior e inferior da pilha se conectam às próximas estações da linha, as três no meio enviam dados para o sul, para a rede de defesa aérea.
Ativo	1956-1965
País	Canadá
Galho	Força Aérea Real Canadense, Força Aérea dos Estados Unidos
Modelo	Radar de alerta precoce
Função	Defesa Aérea Continental
Parte de	Comando de Defesa Aeroespacial da América do Norte

A Mid-Canada Line ( MCL ), também conhecida como McGill Fence , era uma linha de estações de radar que corria de leste a oeste no meio do Canadá , usada para fornecer um alerta antecipado de um ataque de bombardeiro soviético na América do Norte. Foi construído para complementar a Linha Pinetree , localizada mais ao sul. A maioria das estações da Linha do Meio Canadá foi usada apenas brevemente do final dos anos 1950 até meados dos anos 1960, quando a ameaça de ataque mudou de bombardeiros para ICBMs . Como o MCL foi fechado, o papel de alerta precoce passou quase inteiramente para a Linha DEW mais nova e mais capaz , mais ao norte.

O MCL foi baseado no princípio do radar bistático , usando transmissores e receptores separados. Uma aeronave voando em qualquer lugar entre as estações refletiria parte do sinal transmitido em direção ao receptor, onde se misturaria com o sinal que viaja diretamente do transmissor. A mistura dos dois sinais produz um padrão que é muito fácil de detectar usando uma eletrônica simples. Como o transmissor não é pulsado, ele não requer altas tensões e também é muito simples. Isso leva a um sistema de baixíssimo custo que pode cobrir grandes áreas, ao custo de não fornecer informações sobre a localização precisa do alvo, apenas sua presença.

Ao longo de sua história, o MCL sofreu com um problema que nunca foi resolvido; devido à forma como o radar bistático funciona, qualquer objeto relativamente próximo a qualquer uma das estações produz um grande sinal, em contraste com os radares monostáticos convencionais (local único), onde este efeito é limitado à área imediatamente ao redor do local. No caso do MCL, isso causava problemas quando bandos de pássaros voavam para qualquer lugar próximo a uma das estações e sobrecarregavam o sinal de uma aeronave mais distante. Resolver este problema usando o efeito Doppler foi um dos principais critérios de projeto para o AN / FPS-23 "Fluttar" que desempenhou um papel semelhante na linha DEW.

História

Impulso

A construção da Linha Pinetree havia apenas começado quando os planejadores aéreos começaram a se preocupar com suas capacidades e localização. No momento em que detectasse um ataque potencial de aeronaves a jato , haveria pouco tempo para fazer qualquer coisa antes que o ataque atingisse cidades do Canadá ou do norte dos Estados Unidos. Além disso, os sistemas Pinetree usavam radares pulsados ​​que eram bastante fáceis de bloquear e não eram capazes de detectar alvos próximos ao solo devido à "desordem". Embora caro em termos de uso de combustível, seria possível para os bombardeiros soviéticos escaparem da detecção voando mais baixo e traçando um curso entre as estações.

Bennett Lewis , chefe da AECL Chalk River Laboratories e ex-chefe superintendente do estabelecimento de pesquisa de telecomunicações do Reino Unido (TRE) propôs ao Conselho de Pesquisa de Defesa (DRB) um sistema que evitou esses dois problemas. Conhecido hoje como radar bistático de dispersão frontal , ele usava duas antenas, um transmissor e um receptor, separados por uma certa distância. As antenas foram posicionadas e direcionadas de forma que o sinal do transmissor ocupasse o espaço acima da linha entre as duas estações. Uma aeronave voando nesta região refletiria algum sinal de volta para o receptor, permitindo a detecção em altitudes de até 65.000 pés.

Uma grande vantagem do sistema é que ele requer muito menos energia para operar com eficácia. Em um radar convencional, o sinal de rádio tem que viajar até o alvo e voltar. Como cada trecho da jornada está sujeito à lei do inverso do quadrado , a equação de radar resultante contém uma dependência de quarta potência. Em contraste, um sinal de radar de dispersão para frente sempre viaja aproximadamente a mesma distância total, do transmissor ao receptor, modificado apenas pela altitude do alvo. Isso significa que ele depende da raiz quadrada do alcance e não da quarta raiz e, portanto, fornece consideravelmente mais energia para o receptor do que um radar convencional no mesmo alcance. Além disso, ao contrário de um radar "monostático" convencional, o transmissor não precisava ser desligado para permitir que o receptor ouvisse o sinal. Uma vez que a quantidade total de energia recebida no receptor é uma função tanto da potência de pico quanto do comprimento do pulso, usar um sinal contínuo significa que a mesma energia total será depositada usando uma potência de transmissor de pico muito menor. Como resultado, o sistema de Lewis exigiria locais menores e muito menos energia do que os radares convencionais como os da Linha Pinetree.

A principal desvantagem do sistema é que ele não indica a localização da aeronave dentro do feixe, ao contrário de um sistema pulsado onde o tempo de pulso pode ser usado para determinar o alcance. Isso significa que o conceito de dispersão para frente é útil para fazer uma "cerca de radar" ou "arame de viagem" que indica que algo está se aproximando, mas não exatamente onde está. Para ajudar a localizar o alvo até certo ponto, a proposta era construir duas cercas interligadas, de modo que cada par de estações ficasse a cerca de 30 quilômetros (19 mi) de distância, uma distância curta o suficiente para que o radar em uma aeronave interceptadora fosse capaz de encontre o alvo dentro dessa área. O uso de dois conjuntos sobrepostos também permitiu que um par cobrisse a zona morta diretamente acima das torres do outro.

O conceito inicial de Lewis era colocar os transmissores e receptores em postes de telefone e torres de transmissão de energia elétrica , que forneciam uma localização conveniente e também a pequena quantidade de energia necessária para operar os componentes eletrônicos. No caso dos postes telefônicos, as linhas também seriam utilizadas para enviar os dados de volta às estações de rastreamento. Este conceito gerou um interesse considerável, embora tenha sido abandonado por motivos que não são totalmente claros. Willis e Griffiths especulam que pode ser a necessidade de 1.000 desses radares, mas também é provável que o desejo de localizar a linha mais ao norte do que as áreas densamente povoadas no sul do Canadá também fosse significativo. De qualquer forma, a simplicidade do conceito ajudou a chamar a atenção dos planejadores aéreos.

Teia de aranha

O DRB decidiu seguir a ideia de Lewis em 1950-51, dirigindo um contrato de pesquisa para os Laboratórios de Pesquisa Eletrônica Eaton da Universidade McGill , chefiados pelo Professor Garfield Woonton. Lewis sugeriu ao DRB e a Woonton que colocasse o projeto nas mãos do professor associado J. Rennie Whitehead como líder do projeto, um ex-colega dele da época do TRE no Reino Unido que recentemente assumiu um cargo no laboratório. Alguns testes preliminares foram feitos em 1952 com hardware de placa de ensaio construído por um estudante de graduação, Hugh Hamilton, a fim de confirmar a validade da ideia.

Nesse ínterim, a RCA Victor foi contratada pelo DRB para projetar e produzir os receptores, transmissores e antenas para testes em uma escala substancial. O teste foi realizado no verão de 1953, quando Whitehead e sua equipe de RCA Victor e pessoal da RCAF instalaram e operaram uma série de sete estações que se estendiam de Ottawa a Mattawa ao longo do vale do rio Ottawa . Conhecidos pelo codinome "Teia de Aranha" por sugestão de Hamilton, os testes foram feitos com aeronaves do CFB St. Hubert , próximo a Montreal. Todas as observações foram transmitidas e feitas na linha HQ, que foi montada na cabana de equipamentos de uma das sete estações, localizada em Deep River .

O tenente de voo Andrew Matthews do voo 104 Communications na RCAF St. Hubert organizou uma série de aeronaves diferentes para voar através da rede, incluindo uma aeronave leve Auster , um T-33 Shooting Star , um bombardeiro Avro Lancaster e até mesmo um recentemente adquirido de Transporte a jato Havilland Comet . Os testes revelaram muito sobre as 'assinaturas' espectrais de aeronaves cruzando a linha em diferentes pontos e demonstraram a capacidade de detectar aeronaves de todos os tamanhos, de 100 pés a mais de 40.000 pés de altitude. Durante esse tempo, o Dr. Ross Warren da RCA Victor e o Dr. Whitehead desenvolveram em conjunto a base teórica para o trabalho em um importante relatório para o DRB.

Os testes da teia de aranha foram seguidos em 1954 por testes intensivos em um único link de 30 milhas (48 km) de largura, construído em Eastern Townships pela Bell Canada , que nessa época havia recebido sinal verde para a implementação do Mid- Canada Line. Quando Whitehead perguntou por que a RCA não havia recebido o contrato, um colega respondeu: "Quem você acha que comanda o Canadá?" Os testes neste link de protótipo também foram conduzidos por Whitehead e uma pequena equipe em colaboração com o Comando de Defesa Aérea, St. Hubert, desta vez em nome de Bell. Os testes envolveram o sobrevôo de vários bombardeiros B-52 por acordo com o Comando Aéreo Estratégico e uma unidade local do plano de bombas. Eles também usaram um Avro Lancaster da CFB Greenwood em tempo integral para os testes importantes de baixo nível.

Estudos de implantação

Radar MCL desconhecido.

Em fevereiro de 1953, o Grupo de Estudos Militares do Canadá-Estados Unidos (MSG) foi solicitado "a estudar os aspectos do Sistema de Defesa Aérea da América do Norte em geral, e do sistema de alerta precoce em particular, que são de interesse mútuo para os dois países". O MSG então pediu aos comandantes de defesa aérea do Canadá e dos Estados Unidos que preparassem informes independentes sobre o assunto. Em julho de 1953, o Comando de Defesa Aérea da RCAF havia concluído seu mandato, seguido logo em seguida por seu homólogo da USAF . Ambos os relatórios sugeriram a construção de uma cerca Doppler mais ao norte, ao longo do paralelo 55 , aproximadamente na entrada de James Bay na Baía de Hudson .

Em outubro de 1953, o MSG recomendou a ambos os governos "que fosse estabelecida, o mais cedo possível, uma linha de alerta precoce localizada geralmente ao longo do paralelo 55 entre o Alasca e a Terra Nova", e delineou seus requisitos operacionais mínimos. No final de novembro de 1953, a Linha do Meio Canadá havia sido aprovada em princípio. Ao contrário da linha Pinetree operada em conjunto e da futura linha DEW, a linha Mid-Canada seria financiada e operada inteiramente pela RCAF. O DRB estimou que o sistema custaria cerca de $ 69.700.000, enquanto um relatório independente da RCAF o colocou em $ 85.000.000, equivalente a $ 212.100.000 em 2020.

Em dezembro começou um esforço para tentar entender que tipo de problemas seriam encontrados durante a construção. Vários "trens" consistindo de trenós puxados por trator saíram pelo país. Um, tripulado pelo RCAF, partiu para o leste de Fort Nelson, BC , a fim de se conectar com um segundo movimento para oeste de Flin Flon, Manitoba , enquanto um terceiro tripulado pelo Exército deixou o Lago Nipigon perto de Thunder Bay , Ontário , para Lansdown House, cerca de 200 quilômetros (120 milhas) mais ao norte. As missões provaram que era possível construir a nova linha, mas apenas durante o inverno, quando o muskeg estava totalmente congelado. Essas missões também inspiraram o Exército dos Estados Unidos a investir em trens terrestres especialmente construídos , que experimentaram na década de 1960, mas nunca colocaram em produção.

Enquanto isso acontecia, esforços estavam em andamento para iniciar estudos primários de localização. Rapidamente ficou claro que as áreas em questão, pelo menos no leste do Canadá, eram tão remotas que não havia informações topográficas realmente precisas. Um enorme esforço para mapear a área em uma faixa de 15 milhas de largura em todo o país foi iniciado pelo Comando de Transporte quase imediatamente e terminou na primavera de 1954. Com essas informações em mãos, uma divisão de construção foi criada, o Grupo de Engenharia de Sistemas (SEG), em fevereiro de 1954, com a tarefa de produzir um relatório final sobre o sistema a ser apresentado em 1º de junho.

Finalizando os planos

Conforme os experimentos continuaram, ficou claro que usando mastros mais altos, 350 pés (110 m) de altura, as estações de radar poderiam ser localizadas mais distantes, até 90 quilômetros (56 mi). Isso reduziu o número de estações necessárias. Mesmo assim, o preço subiu, agora estimado em cerca de US $ 120 milhões. Embora seu relatório final ainda não estivesse pronto, o SEG apresentou um relatório provisório em junho e foi aprovado pelo gabinete no final do mês.

Em seu relatório, eles delinearam o sistema que seria construído quase exatamente. Exigia oito Centros de Controle de Setor principais , numerados de 200 a 900, cada um dos quais controlando até trinta locais de radar não tripulados para um total de 90 estações de radar. Cada uma das estações de radar consistia em um único mastro alto com uma série de pequenos pratos em posições fixas no topo (normalmente quatro, dois apontados em qualquer direção), com energia e eletrônica localizada em um prédio abaixo do mastro.

Os centros de controle do setor foram conectados por meio de um sistema avançado de comunicação por microondas desenvolvido em parte pelo CARDE , que se espalhou pela troposfera para comunicações de longa distância. O local mais ao sul ao longo da porção leste da linha, no Cabo Henrietta Maria na Baía de Hudson , foi usado como o principal ponto de comunicação, e três estações repetidoras adicionais transferiram dados da linha ao sul para o centro de comando NORAD em North Bay, Ontário . A estação mais a leste em Hopedale, Labrador, foi co-localizada com uma estação da Linha Pinetree existente para economizar custos de construção.

Todas as aeronaves em trânsito na linha teriam que apresentar um plano de vôo através da Mid Identification Zone , ou MIDIZ , centralizado na cerca. Os planos também previam a construção de várias bases aéreas conhecidas como Line Clearance Aerodromes logo ao norte da linha, onde aeronaves interceptadoras poderiam operar em tempos de alerta elevado.

Mais ou menos nessa época, outro grande projeto de engenharia civil estava em andamento no Canadá, a construção de um sistema telefônico de relé de microondas para todo o Canadá. Como muitos dos problemas de logística eram semelhantes, o grupo de construção, liderado pela Bell Canada , foi selecionado como um grande empreiteiro para a construção da base. A seleção detalhada do local começou em 1955, com um grande esforço de pesquisa ocorrendo em todo o Canadá no paralelo 55. Os locais eram tão remotos que o RCAF teve que formar seu primeiro esquadrão composto apenas de helicópteros para fornecer suporte de vôo para as equipes de pesquisa.

Construção e serviço

Sikorsky H-19 Chickasaw no Canadian Museum of Flight 1988. A aeronave é pintada como teria sido durante o trabalho na construção da Linha do Meio Canadá

A construção começou em 1956 e avançou rapidamente. Em abril de 1957, a metade oriental estava operacional e a linha foi declarada totalmente operacional em 1o de janeiro de 1958. As operações foram logo integradas ao NORAD recém-formado . Mesmo as estimativas revisadas do SEG revelaram-se muito baixas, e o custo final da cerca é estimado em $ 224.566.830, equivalente a $ 2.024.100.000 em 2020.

Quase assim que as unidades entraram em operação, um problema sério foi detectado. Devido às grandes seções transversais de radar vistas em radares de espalhamento para frente, até mesmo pequenos alvos produziram sinais detectáveis. Isso era multiplicado se os alvos tivessem aproximadamente o mesmo tamanho que o comprimento de onda do radar ou, neste caso, tendiam a se espalhar em padrões múltiplos desse comprimento de onda. Esse problema foi desencadeado pelos grandes bandos de aves aquáticas migratórias durante a primavera e o outono, que criaram sinais tão poderosos que tornaram os radares inúteis. Testes nos sistemas Teia de Aranha e Eastern Townships foram realizados durante o verão, então isso não foi percebido.

Mesmo antes de a linha entrar em operação, em uma repetição da história anterior, uma linha nova e mais capaz já estava em estudo que combinaria a capacidade de plotagem do sistema Pinetree com as capacidades de quebra de linha do MCL, e localizada muito mais ao norte melhorar drasticamente os tempos de detecção e resposta. Emergindo como a Linha de Alerta Antecipado Distante , ou DEW, a construção começou antes que o MCL se tornasse operacional. Quando a linha DEW entrou em operação em 1957, o valor do MCL foi corroído e a RCAF começou a pressionar para que fosse desmontado.

Embora tecnicamente capaz, o MCL forneceu poucas informações para vetorar interceptores para seus alvos, então essas tarefas ainda exigiam os radares Pinetree muito mais ao sul. O tempo extra oferecido pelo MCL não foi considerado compensador para manter a linha operacional. A USAF discordou, mas apesar de suas objeções, a metade ocidental da linha foi fechada em janeiro de 1964, deixando a metade oriental para ajudar a defender as áreas industriais do Canadá e dos Estados Unidos. À medida que a União Soviética transferia sua capacidade ofensiva para ICBMs, ficou claro que os sistemas MCL e Pinetree eram de uso limitado, e toda a linha Mid-Canada foi fechada em abril de 1965. O local de operações localizado em Cranberry Portage, Manitoba , por por exemplo, foi convertido em uma escola secundária e residência desde que as operações ativas no local foram encerradas em meados da década de 1960.

As estações da linha DEW foram localizadas para fornecer a melhor visão possível do horizonte, mas permaneceu um ângulo de detecção mínimo abaixo do qual as aeronaves poderiam passar furtivamente sem serem vistas. Durante o planejamento inicial, um sistema como as torres do MCL foi considerado como preenchedor de lacunas entre as estações para evitar esses tipos de intrusões. Quando o MCL ficou online e o problema com os pássaros ficou claro, o conceito de dispersão frontal original foi substituído por um que usa a filtragem Doppler para ignorar qualquer coisa que voe abaixo de 125 milhas por hora (201 km / h). Esses sistemas AN / FPS-23 "Fluttar" de fato filtraram as aves, mas falharam em filtrar as aeronaves da aviação geral voando na área, incluindo aquelas que voavam de base a base para manutenção e rotação da tripulação. Como resultado, a taxa de alarmes falsos tornou-o tão ineficaz quanto o MCL, e durou ainda mais tempo, sendo encerrado em 1963.

Estações

De uma lista de dezembro de 1956:

Pontos de abastecimento POL

Os Pontos de Abastecimento de Petróleos, Óleos e Lubrificantes (POL) eram centros de distribuição de materiais petrolíferos consumíveis usados ​​para abastecer e manter os locais de DDS da Mid-Canada Line. Co-localizadas com as Estações de Controle do Setor, quando possível, os produtos petrolíferos eram recebidos a granel e enviados por via aérea desses locais. Da mesma lista de dezembro de 1956.

Veja também

• Linha de alerta precoce distante
• Lista de estações da Força Aérea Real Canadense
• Linha Pinetree

Notas

Referências

Citações

Bibliografia

• Thorne, DH (1979). "The Mid Canada Line, 1958-1965" . A revista Cite requer |magazine=( ajuda )
• Lester, Alex (2019). Contrato especial: A Story of Defense Communications in Canada (PDF) . Universidade São Francisco Xavier. ISBN 9781989537008.
• Whitehead, James Rennie (1995). Memórias de um Boffin - cap. 7 .
• Willis, Nicholas; Griffiths, Hugh (2007). Avanços no radar biestático . Publicação SciTech. ISBN 978-1-891121-48-7.
• McCamley, Nick (2013). Bunkers nucleares secretos da Guerra Fria: a defesa passiva do mundo ocidental . Caneta e espada. ISBN 9781844155088.
• Skolnik, Merrill (2007). "Fluttar DEW-Line Gap-Filler" . Em Willis, Nicholas; Griffiths, Hugh (eds.). Avanços no Radar Bistático . Publicação SciTech. pp. 35–46. ISBN 9781891121487.

links externos

• The Mid-Canada Line : inclui mapas e fotos da maioria das estações