Radar SCR-584 - SCR-584 radar

SCR-584
	Vista exterior. Todo o equipamento operacional estava alojado no interior, embora o diretor do M-9 e os geradores elétricos estivessem separados. A antena se retrai para dentro da van para viajar.
País de origem	nós
Designer	Laboratório de Radiação do MIT
Frequência	Quatro bandas em torno de 3.000 MHz
PRF	1707 pulsos por segundo
Largura do pulso	0,8 microssegundo
Faixa	70.000 jardas (40 mi; 64 km)
Diâmetro	6 pés (1,8 m)
Azimute	360 graus
Elevação	-175 mils (-9,8 graus) a +1.580 mils (+88,9 graus)
Precisão	Erro de alcance: 25 jardas; erro de azimute: 1 mil (0,06 grau); precisão de elevação: 1 mil (0,06 grau)
Poder	250 kW
Relacionado	Dados dos Manuais Técnicos do Departamento de Guerra dos EUA TM11-1324 e TM11-1524 (publicados em abril de 1946 pelo Escritório de Impressão do Governo dos Estados Unidos )

O SCR-584 (abreviação de Set, Complete, Radio # 584 ) era um radar de micro - ondas de rastreamento automático desenvolvido pelo Laboratório de Radiação do MIT durante a Segunda Guerra Mundial . Foi um dos radares terrestres mais avançados de sua época e se tornou um dos principais radares de lançamento de canhões usados em todo o mundo até a década de 1950. Uma versão móvel montada em trailer foi o SCR-784 .

Em 1937, o primeiro da América do radar de controle de fogo , o SCR-268 radar , tinha provado ser suficientemente precisas em parte devido à sua longa comprimento de onda. Em 1940, Vannevar Bush , chefiando o Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional , estabeleceu o "Comitê de Microondas" (seção D-1) e a divisão de "Controle de Fogo" (D-2) para desenvolver um sistema antiaéreo de radar mais avançado a tempo de auxiliar o esforço de defesa aérea britânico. Em setembro daquele ano, uma delegação britânica, a Missão Tizard , revelou a pesquisadores americanos e canadenses que haviam desenvolvido um oscilador magnetron operando na extremidade superior da banda UHF (comprimento de onda de 10 cm / 3 GHz ), permitindo uma precisão muito maior. Bush organizou o Laboratório de Radiação (Rad Lab) no MIT para desenvolver aplicações usando-o. Isso incluiu um novo radar de defesa aérea de curto alcance.

Alfred Lee Loomis , comandando o Rad Lab, defendeu o desenvolvimento de um sistema de rastreamento totalmente automático controlado por servomecanismos. Isso facilitou muito a tarefa de rastrear alvos e reduziu a mão de obra necessária para fazê-lo. Eles também foram capazes de tirar proveito de um interruptor de micro-ondas recém-desenvolvido que lhes permitiu usar uma única antena para transmissão e recepção, simplificando muito o layout mecânico. O projeto resultante cabia em um único trailer, poderia fornecer busca em todo o céu e rastreamento de alvo único, e seguia os alvos automaticamente. Em contato próximo com o Rad Lab, a Bell Telephone Laboratories estava desenvolvendo um diretor de canhão analógico eletrônico que seria usado em conjunto com o radar e canhões antiaéreos de 90 mm servo-atuados.

O radar deveria ser introduzido no final de 1943, mas atrasos significaram que o SCR-584 não alcançou unidades de campo até o início de 1944. Eles começaram a substituir o anterior e mais complexo SCR-268 como o principal canhão antiaéreo do Exército dos EUA sistema tão rapidamente quanto eles poderiam ser produzidos. Eles provaram ser mais fáceis de usar no campo do que o menos avançado GL Mk canadense / britânico . O radar III e muitos SCR-584s foram enviados às pressas para a Inglaterra, onde foram uma parte importante das defesas desenvolvidas para conter a bomba voadora V1 . No final da guerra, eles haviam sido usados para rastrear projéteis de artilharia em vôo, detectar veículos e reduzir a força de trabalho necessária para guiar armas antiaéreas.

Fundo

Em setembro de 1940, um grupo de físicos e engenheiros britânicos visitou seus colegas nos Estados Unidos no que ficou conhecido como a Missão Tizard . O objetivo das reuniões era trocar informações técnicas que pudessem ser úteis para o esforço de guerra. Os britânicos hesitavam em dar muitas informações sem receber nada em troca, e o progresso inicial era lento. Quando mudaram para o tópico do radar, a equipe britânica ficou surpresa ao saber que os EUA estavam desenvolvendo dois sistemas semelhantes ao seu próprio Chain Home existente , o CXAM da Marinha e o SCR-270 do Exército . Isso começou a quebrar o gelo entre os dois grupos.

Duas tentativas anteriores de lançamento de armas controlado por radar foram notáveis. Na Grã-Bretanha, o 75 MHz GL Mk. O radar I foi usado em conexão com um preditor de Vickers; e nos EUA, o 200 MHz SCR-268 foi combinado com o preditor Sperry M-4. Nem os sistemas dos EUA nem do Reino Unido tinham a precisão necessária para lançar suas armas associadas diretamente, devido aos seus longos comprimentos de onda. Os delegados dos Estados Unidos mencionaram então o trabalho da Marinha em um radar de comprimento de onda de 10 cm, que poderia fornecer a resolução necessária com antenas relativamente pequenas, mas seu tubo clístron tinha baixa potência e não era prático.

Este era o momento que a equipe britânica esperava. Edward George Bowen produziu um dos primeiros magnetrons de cavidade de uma caixa e o mostrou aos outros pesquisadores. Ele explicou que também funcionava no comprimento de onda de 10 cm, mas oferecia maior potência - não apenas do que os clístrons da Marinha, mas até mesmo os radares de ondas longas existentes nos Estados Unidos. Mais tarde, um historiador dos Estados Unidos o descreveu como "a carga mais valiosa já trazida às nossas costas".

O potencial do dispositivo era óbvio, e o grupo americano, informalmente conhecido como Comitê de Microondas, imediatamente mudou seus esforços para o magnetron. Eles tiveram seus próprios exemplos construídos em laboratórios dos EUA em semanas. Eles também começaram a desenvolver as outras tecnologias apresentadas naquela reunião, incluindo um radar de interceptação aerotransportada e um sistema de radionavegação que se tornou o LORAN . A expansão do Comitê fez com que ele fosse renomeado como Laboratório de Radiação (RadLab) em 1940.

Desenvolvimento

Uma proposta formal para a substituição do SCR-268 foi feita pelo Signal Corps em janeiro de 1941, ponto em que o RadLab já havia formado o que eles conheciam como Projeto 2 para desenvolver este radar de posicionamento de armas avançado. O MIT propôs um sistema avançado com busca automática, rastreamento e a capacidade de apontar as armas diretamente. Este era um campo em que o MIT tinha especialização devido ao trabalho em seu Laboratório de Servomecanismos . Ao mesmo tempo, as equipes britânicas e canadenses começaram a trabalhar em versões de um sistema mais simples que esperavam implantar em 1942 - o GL Mk. III, que era uma versão de micro-ondas dos primeiros conjuntos de radares VHF de comutação de lóbulo. O Laboratório de Radiação manteve contato próximo com a equipe canadense durante esses desenvolvimentos.

A equipe do RadLab, supervisionada por Lee Davenport , tinha um sistema de radar protótipo funcionando em abril de 1941. Para testar o sistema de mira automática, eles conectaram as saídas do radar a uma torre de canhão retirada de um bombardeiro Boeing B-29 , removendo as armas e substituindo-os por uma câmera. Um amigo então voou com seu avião leve ao redor da área enquanto a câmera tirava fotos periodicamente e, em 31 de maio, o sistema foi capaz de rastrear a aeronave com precisão. O trabalho então começou a tornar o sistema adequado para uso em campo, montando todo o sistema em um único trailer com a antena de 6 pés no topo. Conhecido como XT-1 , para eXperimental Truck-1 , o sistema foi testado pela primeira vez em Fort Monroe em fevereiro de 1942.

Implantação de campo do SCR-584 em Peleliu durante a Segunda Guerra Mundial. O alto ângulo de elevação da antena combinado com a falta de atividade visível sugere que o radar está em seu modo de varredura helicoidal.

O trabalho também começou em um computador de posicionamento de armas adequado que pudesse usar entradas elétricas, em vez de mecânicas, para apontar dados. A Bell Labs entregou um computador analógico conhecido como Diretor M9 para essa função. O M9 tinha quatro conjuntos de saídas, permitindo que um único M9 controlasse quatro canhões M1 de 90 mm padrão do Exército . Todo o sistema, incluindo o M9, foi demonstrado de forma completa em 1 de abril de 1942. Um contrato para mais de 1.200 sistemas chegou no dia seguinte. Bell também trabalhou em seu próprio radar de microondas como um projeto de backup.

O SCR-584 era extremamente avançado para sua época. Para atingir alta precisão e medir o azimute e a elevação com uma antena, ele usou um sistema de varredura cônico , no qual o feixe é girado em torno do eixo da antena para encontrar o ponto máximo do sinal, indicando assim em qual direção a antena deve se mover para apontar diretamente no alvo. A ideia foi proposta por Alfred Loomis, diretor da seção D-1 do Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional . Em outubro de 1940, foi adotado para o projeto de radar de "rastreamento totalmente automático". Varredura cônica também foi adotado em 1941 para o sistema de radar de controle de fogo 10 centímetros da Marinha, e foi usada no alemão radar Würzburg em 1941. O SCR-584 desenvolveu o sistema muito mais longe, e acrescentou um modo de rastreamento automático. Uma vez que o alvo fosse detectado e estivesse dentro do alcance, o sistema manteria o radar apontado para o alvo automaticamente, acionado por motores montados na base da antena. Para detecção, em oposição ao rastreamento, o sistema também incluiu um modo de varredura helicoidal que permitiu a busca por aeronaves. Este modo tinha seu próprio display PPI dedicado para fácil interpretação. Quando usada neste modo, a antena foi girada mecanicamente a 4 rpm enquanto era deslocada para cima e para baixo para fazer a varredura verticalmente.

O sistema poderia operar em quatro frequências entre 2.700 e 2.800 MHz (comprimento de onda de 10-11 cm), enviando pulsos de 300 kW de 0,8 microssegundos de duração com uma frequência de repetição de pulso (PRF) de 1.707 pulsos por segundo. Ele podia detectar alvos do tamanho de bombardeiros a cerca de 40 milhas de alcance, e geralmente era capaz de rastreá-los automaticamente a cerca de 18 milhas. A precisão dentro deste intervalo foi de 25 jardas de alcance e 0,06 graus (1 mil) no ângulo de orientação da antena (consulte a tabela "Características técnicas do SCR-584"). Como a largura do feixe elétrico era de 4 graus (para os pontos de -3db ou metade da potência), o alvo seria espalhado em uma parte de um cilindro, de modo a ser mais largo em direção do que em alcance (ou seja, na ordem de 4 graus, em vez de 0,06 graus implícitos pela precisão de apontamento mecânico), para alvos distantes. As informações de alcance foram exibidas em dois " escopos J ", semelhantes ao display de linha A mais comum, mas dispostos em um padrão radial cronometrado para o atraso de retorno. Uma luneta foi usada para faixa grosseira, a outra para fina.

Uso operacional

Console do operador para o SCR-584.

Embora a primeira unidade operacional tenha sido entregue em maio de 1943, vários problemas burocráticos fizeram com que ela demorasse a ser entregue às tropas da linha de frente. O SCR-584 foi usado pela primeira vez em combate em Anzio em fevereiro de 1944, onde desempenhou um papel fundamental na interrupção dos ataques aéreos concentrados da Luftwaffe na cabeça de praia confinada. O SCR-584 não era estranho à frente, onde seguia as tropas, sendo usado para direcionar aeronaves, localizar veículos inimigos (um radar teria detectado veículos alemães a uma distância de 26 quilômetros) e rastrear as trajetórias de projéteis de artilharia, tanto para ajustar as tabelas balísticas para os canhões de 90 milímetros, quanto para apontar a localização das baterias alemãs para o fogo contra-bateria. Após o Dia D, o SCR-584 foi usado nas linhas de frente que mudam rapidamente para guiar os aviões até seus alvos com maior precisão. Por exemplo, o Grupo de Sistemas de Rede de Controle do 508º Quadrado do 404º Grupo de Caça Bombardeiro, 9ª Força Aérea, executou o SCR-584. De 14 de julho de 1944 a 27 de outubro de 1944, eles foram integrados ao Sec 1 Co A, 555º Batalhão de Alerta de Aeronaves Sig e serviram em posições avançadas de fluidos.

O SCR-584 foi tão bem-sucedido que foi adaptado para uso pela Marinha dos Estados Unidos . O CXBL , um protótipo da versão naval, foi montado no porta-aviões USS Lexington em março de 1943, enquanto a versão de produção, o SM , construído pela General Electric , estava operacional nos porta-aviões USS Bunker Hill e USS Enterprise em outubro de 1943. Um isqueiro também foi desenvolvida a versão do sistema, o SCR-784 . A única diferença real era que o novo design pesava 12.000 libras , enquanto o original pesava 20.000.

Davenport impermeabilizada uma série de conjuntos de radar para que pudessem ser transportados a bordo da armada Allied lançamento do desembarque na Normandia no Dia D .

O tiroteio automático (usando, entre outros, o radar SCR-584) e o detonador de proximidade tiveram um papel importante na Operação Mergulhador (a operação britânica para conter as bombas voadoras V1 ). Ambos foram solicitados pelo Comando AA e chegaram em grande número, começando em junho de 1944, exatamente quando os canhões alcançaram suas posições de tiro livre na costa sudeste da Inglaterra. Dezessete por cento de todas as bombas voadoras que entraram no 'cinturão de armas' da costa foram destruídas por armas de fogo na primeira semana na costa. Isso subiu para 60 por cento em 23 de agosto e 74 por cento na última semana do mês, quando em um dia extraordinário 82 por cento foram abatidos. A taxa aumentou de um V-1 para cada 2.500 projéteis disparados para um para cada cem.

Após a guerra, o radar foi adaptado para uso nos sistemas AN / MPQ-12 e AN / MPM-38 , um sistema de mísseis de artilharia de campo do Exército dos EUA ( MGM-5 Corporal ). Uma versão modificada também foi usada para controlar e rastrear (usando um transponder a bordo) o satélite espião CORONA .

O engenheiro americano e espião condenado Morton Sobell roubou os planos do SCR-584 e os forneceu à União Soviética. Especialistas militares acreditam que a tecnologia foi usada contra os Estados Unidos durante as guerras da Coréia e do Vietnã.

Em 1953, o SCR-584-Mod II foi usado para rastrear o Redstone (foguete) , seu alcance estendido para 740 km com o uso de um transceptor a bordo.

Apesar de usar tubos de vácuo e ser alimentados por um computador analógico, alguns espécimes do SCR-584 ainda estão operacionais hoje. Em 1995, o primeiro radar Doppler On Wheels (DOW) adaptou o pedestal MP-61 de um SCR-584 para uso em um radar meteorológico móvel. Usando esse pedestal, os DOWs criaram os primeiros mapas de ventos de tornado, descobriram rolos de camada limite de furacão e foram os pioneiros em muitos outros estudos observacionais. O pedestal abrigava primeiro uma antena de 6 'e depois uma antena de 8'. Mais tarde, os motores originais foram substituídos por versões sem escova mais potentes para uma digitalização mais rápida em ventos fortes. Três DOWs são agora operados como instalações da National Science Foundation pelo Center for Severe Weather Research. Um deles é encontrado no Laboratório Nacional de Tempestades Severas em Norman, Oklahoma, onde o pedestal 584 é a plataforma para o novo Radar de Ensino e Pesquisa Atmosférica Móvel Compartilhado, ou SMART-R.

K-83 dolly

A General Electric construiu um carrinho para o SCR-584, denominado K-83. O K-83 foi projetado para fornecer um engate de semi-reboque (quinta roda) e uma barra para engatar um pino, permitindo que veículos menores movam o SCR-584.

Veja também

Referências

Referências externas

The SCR-584 Radar , Electronics magazine, novembro de 1945 e fevereiro de 1946
FM 4-144
TM 11-1324
TM 11-1424
TM 11-1524
TM 9-2800
SNL G695 K-83 dolly (adaptador)
Trailer SNL G698 K-78

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