SCR-270: Semelhante ao modelo que detectou os aviões atacantes de Pearl Harbor (a antena real de Opana tinha nove dipolos de altura por quatro de largura, em vez da configuração de oito por quatro mostrada aqui). A escala para ler a direção em que a antena está apontando pode ser vista na base.
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| País de origem | Estados Unidos |
|---|---|
| Introduzido | 1940 |
| Tipo | Pesquisa aérea 2D |
| Frequência | 106 MHz |
| PRF | 621 Hz |
| Largura do pulso | 10 a 25 microssegundos |
| RPM | 1 RPM |
| Alcance | 240 km (150 milhas) |
| Diâmetro | 8 por 4 dipolo matriz típica |
| Azimute | 0-360 ° |
| Precisão | 4 mi, 2 graus [1] |
| Poder | Pico de 100 kW |
O SCR-270 ( modelo de rádio Signal Corps 270) foi um dos primeiros radares operacionais de alerta precoce . Foi o principal radar de longa distância do Exército dos EUA durante a Segunda Guerra Mundial e foi implantado em todo o mundo. Também conhecido como Radar de Pearl Harbor , pois era um conjunto SCR-270 que detectou o ataque recebido cerca de 45 minutos antes do início do ataque de 7 de dezembro de 1941 a Pearl Harbor .
Duas versões foram produzidas, o móvel SCR-270 e o fixo SCR-271, que usavam os mesmos componentes eletrônicos, mas usavam uma antena com resolução um pouco maior. Uma versão atualizada, o SCR-289 , também foi produzida, mas teve pouco uso. As versões -270 foram substituídas por unidades de microondas mais recentes , baseadas no magnetron de cavidade que foi introduzido nos EUA durante a Missão Tizard . O único sistema de alerta precoce do tipo de ver a ação na Segunda Guerra Mundial foi o AN / CPS-1 , que estava disponível em meados de 1944, a tempo para D-dia
Construção do radar [ editar ]
O Signal Corps estava experimentando alguns conceitos de radar no início dos anos 1920, sob a direção do coronel William R. Blair, diretor dos Laboratórios Signal Corps em Fort Monmouth , Nova Jersey . Embora o Exército tenha se concentrado principalmente em sistemas de detecção de infravermelho (uma ideia popular na época), em 1935 o trabalho voltou a ser radar quando um dos recém-chegados de Blair, Roger B. Colton, o convenceu a enviar outro engenheiro para investigar a Marinha dos EUA. 's radar CXAMprojeto. William D. Hershberger foi ver o que eles tinham e retornou um relatório positivo. Com o apoio de James B. Allison, diretor de sinal, eles conseguiram reunir uma pequena quantia de financiamento e desviam alguns de outros projetos. Uma equipe de pesquisa foi organizada sob a direção do engenheiro civil Paul E. Watson .
Em dezembro de 1936, o grupo de Watson tinha um protótipo funcional, que eles continuaram a melhorar. Em maio de 1937, eles conseguiram demonstrar o cenário, detectando um bombardeiro à noite. Essa demonstração acabou sendo particularmente convincente por engano; o bombardeiro Martin B-10 havia sido originalmente instruído a voar para um ponto conhecido pelo radar, mas não pôde ser localizado no horário combinado. Os operadores de radar procuraram o bombardeiro e o localizaram a cerca de 16 km da posição pretendida. Mais tarde, soube-se que os ventos haviam desviado o bombardeiro do curso, então o que seria uma demonstração simples se transformou em um exemplo de localização e rastreamento de radares no mundo real. O desenvolvimento deste sistema continuou enquanto o SCR-268, que acabou evoluindo para um excelente sistema de colocação de armas de curto a médio alcance .
Em abril de 1937, um LtC. Davis, um oficial de um esquadrão de perseguição do Corpo Aéreo do Exército na Zona do Canal do Panamá (CZ), enviou um pedido de "Meios de detecção de rádio de aeronaves" ao Chefe de Sinalização do Exército dos EUA (CSig.), Ignorando os canais de comando normais . O SCR-268 não era realmente adequado a essa necessidade e, após sua demonstração em maio, eles novamente receberam um pedido de uma unidade de longo alcance, desta vez de "Hap" Arnold, que lhes escreveu em 3 de junho de 1937.
Pouco tempo depois, o Signal Corps ficou alarmado com o fato de que seu trabalho de radar estava sendo observado por espiões alemães e transferiu o desenvolvimento para Sandy Hook em Fort Hancock , o local de defesa de artilharia da costa da Baía de Nova York . Após a mudança, o trabalho começou imediatamente com a solicitação do Air Corps para o que seria conhecido (em 1940) como o "Radio Set SCR-270". Partes do SCR-268 foram desviadas para este novo projeto, atrasando a conclusão do -268.
Implantação e incompreensão [ editar ]
A versão não portátil, a SCR-271-A, s / n 1, foi entregue na Zona do Canal e começou a operar em outubro de 1940 em Fort Sherman, na extremidade atlântica do Canal do Panamá . Ele pegou aviões a 117 milhas (188 km) em seu teste inicial. O segundo conjunto foi montado na ilha de Taboga, em Fort Grant , no extremo pacífico do Canal, em dezembro de 1940, oferecendo cobertura de radar ao canal do Panamá, de vital importância, mas vulnerável. Westinghouse rapidamente aumentou a produção e produziu 100 no final de 1941.
Operadores de conjuntos enviados ao canal do Panamá, Filipinas, Havaí e outros locais estratégicos foram reunidos para uma escola de defesa aérea em Mitchel Field , Nova York, em abril de 1941. A escola foi o ponto culminante dos esforços iniciados em 1940, quando o O Departamento de Guerra criou o Comando de Defesa Aérea liderado pelo Brig. General James E. Chaney. [4] Chaney foi encarregado por Hap Arnold para coletar todas as informações sobre o sistema de defesa aérea britânico e transferir o conhecimento o mais rápido possível para as forças armadas dos EUA. Air Marshal Dowding , um dos projetistas do sistema de defesa aérea de interceptação controlada pelo solo (GCI) usado durante a Batalha da Grã-Bretanha, esteve na escola e discutiu com os generais americanos o design e a urgência de estabelecer o sistema havaiano, enfatizando em particular a necessidade de uma cobertura completa do local do radar ao longo das costas. [5]
Apesar da atenção de alto nível e da excelência da escola no treinamento sobre o uso do SCR-270 e sua integração e coordenação com as interceptações de caças, o exército não continuou apoiando os oficiais juniores que foram treinados nesta sessão. A defesa aérea exigia controle direto dos ativos espalhados por unidades díspares; armas antiaéreas, radares e aeronaves interceptoras não estavam sob um comando unificado. Esse tinha sido um dos principais problemas identificados por Robert Watson-Watt antes da guerra, quando uma demonstração de um sistema de radar inicial tinha sido comicamente errado, embora o próprio sistema de radar tivesse funcionado perfeitamente. Dowding estava bem ciente da importância de um comando unificado, mas esse conhecimento não resultou em mudanças na estrutura do Exército dos EUA.
SCR-270 radares no Hawaii antes do ataque Pearl Harbor [ editar ]
O Major do Exército Kenneth Bergquist retornou ao Havaí depois de frequentar a escola de Mitchel Field com a intenção de estabelecer um sistema coordenado, mas quando ele chegou, descobriu que a liderança local do Exército não estava interessada no sistema e foi transferido para sua antiga unidade de combate. Somente quando o equipamento incompreensível começou a aparecer, o exército retornou Bergquist de sua unidade de combate e disse que seu trabalho era montar o equipamento quando ele chegasse. O comandante encarregado de defender o Havaí, general Walter Short , tinha um fraco conhecimento das armas e táticas que os tecnólogos do Exército (liderados por Hap Arnold) os pressionavam agressivamente a adotar. Exceto em casos raros, havia pouco interesse em ajudar ou mesmo cooperar com o objetivo de estabelecer o sistema de defesa aérea. Por sua própria iniciativa, Bergquist, juntamente com outros oficiais subalternos motivados, construiu um centro de controle improvisado, sem autorização, e apenas por meio de escaneamento.
Os primeiros SR-270 tornaram-se funcionais em julho de 1941 e, em novembro, Bergquist havia reunido apenas uma equipe pequena, mas eles conseguiram construir um anel de quatro SCR-270-B ao redor de Oahu, com uma unidade na reserva. Os radares foram colocados na costa norte central ( Haleiwa ), Opana Point (ponta norte), no noroeste, no ponto mais alto - o Monte Kaala, e um no canto sudeste de Koko Head. No entanto, inicialmente não havia um sistema de comunicação real ou cadeia de relatórios criada. A certa altura, os operadores de um dos aparelhos foram instruídos a telefonar para relatórios de um posto de gasolina a alguma distância. Embora as comunicações tenham sido melhoradas, a cadeia de comando não foi. E por ordem explícita do General Short, as estações de radar deveriam ser operadas apenas por quatro horas por dia e encerradas às 7 da manhã todos os dias. O único radar operacional instalado nas Filipinas, por outro lado, foi vigiado continuamente em três turnos, em resposta ao aviso de guerra enviado a todos os comandos no exterior no final de novembro. [6]
Use na manhã do ataque a Pearl Harbor [ editar ]
O número de série SCR-270 012 foi instalado em Opana Point , Havaí , na manhã de 7 de dezembro de 1941, tripulado por dois soldados particulares, George Elliot e Joseph Lockard. Embora o set devesse ser encerrado às sete da manhã, os soldados decidiram obter mais tempo de treinamento, já que o caminhão que os levaria para o café da manhã estava atrasado. Às 7h02, eles detectaram aeronaves se aproximando de Oahu, a 210 km, e Lockard telefonou para o centro de informações de Fort Shafter e relatou "Grande número de aviões vindo do norte, três pontos a leste". O operador que recebeu seu relatório transmitiu as informações repetindo que o operador enfatizou que ele nunca tinha visto algo assim, e foi "um grande vôo horrível".
O relatório foi passado a um oficial inexperiente e incompletamente treinado, Kermit Tyler , que havia chegado apenas uma semana antes. Ele achava que haviam detectado um vôo de B-17 chegando naquela manhã dos EUA. Havia apenas seis B-17 no grupo, então isso não explicava o tamanho grande do eco do radar. O oficial tinha pouco conhecimento da tecnologia, os operadores de radar desconheciam o vôo do B-17 (nem seu tamanho) e os B-17 não possuíam sistema IFF ( amigo ou inimigo de identificação ), nem qualquer procedimento alternativo para identificar amistosos distantes como os britânicos haviam se desenvolvido durante a Batalha da Grã-Bretanha . As aeronaves japonesas que eles detectaram atacaram Pearl Harbor 55 minutos depois, precipitando oEntrada formal dos Estados Unidos na Segunda Guerra Mundial .
O rumo norte do voo de entrada não foi repassado a tempo de ser útil. [7] Em vez disso, a frota dos EUA procurou infrutíferamente no sudoeste do Havaí, acreditando que o ataque havia sido lançado nessa direção. Em retrospecto, isso pode ter sido fortuito, uma vez que poderiam ter atingido o mesmo destino que os navios em Pearl Harbor, se tivessem tentado envolver a frota de transportadoras japonesa superior, com baixas potencialmente enormes.
Rescaldo [ editar ]
Os radares em Oahu foram colocados em operação 24 horas imediatamente após o ataque. [7] Após o ataque japonês, a RAF concordou em enviar Watson-Watt aos Estados Unidos para aconselhar os militares em tecnologia de defesa aérea. Em particular, Watson-Watt direcionou a atenção para a falta geral de entendimento em todos os níveis de comando das capacidades do radar - sendo frequentemente considerado um dispositivo esquisito "produzindo observações rápidas sobre alvos que podem ou não ser aeronaves". O general Gordon P. Saville , diretor de Defesa Aérea da sede da Força Aérea do Exército, se referiu ao relatório Watson-Watt como "uma acusação condenatória de todo o nosso serviço de alerta".
Uso de SCR-270 radar em outro lugar na Segunda Guerra Mundial [ editar ]
Nas Filipinas, a Força Aérea do Extremo Oriente não se saiu muito melhor do que a força aérea defensora de Pearl Harbor. Embora o FEAF tivesse cinco SR-270Bs, apenas dois estavam funcionando em 8 de dezembro de 1941, um por um destacamento do 4º Regimento Marinho para proteger a Base Naval de Cavite . Em 29 de novembro, em resposta ao aviso de guerra enviado a todos os comandos no exterior, o destacamento de radar foi vigiado continuamente em três turnos. [8] Mesmo com a detecção correta de vôos inimigos do radar operacional da AAF em Iba, a desorganização do comando resultou em muitos dos caças nas Filipinas também sendo pegos no chão e destruídos, assim como a maior concentração de B-17's (19). ) fora dos EUA continentais. [1]O conjunto de Iba foi destruído no ataque inicial a Iba em 8 de dezembro. Após o primeiro dia, o poder de ataque efetivo da Força Aérea do Extremo Oriente havia sido destruído e a força de caça reduzida seriamente. A unidade da Marinha foi retirada para Bataan em janeiro de 1942, onde foi empregada com sucesso em conjunto com um radar antiaéreo SCR-268 para fornecer alerta aéreo a um pequeno destacamento de P-40s operando em campos primitivos.
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Os principais comandantes responsáveis pela defesa de instalações vulneráveis a ataques aéreos não apreciaram a necessidade e as capacidades dos recursos de defesa aérea que possuíam e o quão vital era o radar para essas defesas. A vulnerabilidade foi bem demonstrada em jogos de guerra - em particular no Problema da Frota da Marinha dos Estados Unidos IX, que aniquilou as eclusas no canal do Panamá, e no Problema da Frota XIII , quando a frota de Pearl Harbor foi destruída em um ataque simulado por 150 aviões em 1932. [2]
Na Ilha Midway, em junho de 1942, uma antena e barraca SCR-270 [3] foram localizadas no extremo oeste da Ilha da Areia [4] . Durante a Batalha de Midway , esse radar foi usado para alertar a ilha sobre os ataques aéreos japoneses [5] e direcionar com sucesso a interceptação de caças que se seguiu, mas o radar da ilha não teve nenhum papel significativo na principal parte de ação da transportadora a batalha que se seguiu.
Descrição Técnica [ editar ]
A chave para a operação do SCR-270 foi o principal tubo de transmissão contínuo de 8 kW / 100 kW de refrigeração por água. Os primeiros exemplos foram construídos à mão, mas em outubro de 1938 foi assinado um contrato com a Westinghouse para fornecer versões de produção sob a designação Westinghouse "WL-530" e o número de tipo "VT-122" da Signal Corps. Um par deles chegou em janeiro de 1939 e foi incorporado ao primeiro SCR-270 a tempo de ser usado nas manobras do Exército naquele verão. Vários componentes aprimorados se seguiram quando o Exército ofereceu contratos adicionais para eventual produção.
O -270 original consistia em um pacote de quatro veículos, incluindo uma van de operações K-30 para o equipamento de rádio e o osciloscópio, um caminhão gerador de energia a gasolina K-31, um reboque de mesa K-22B e um caminhão K-32 prime motor. O suporte dobrável da antena foi derivado de uma torre de perfuração de poço e foi montado no reboque para movimento. Quando aberto, tinha 55 pés (17 m) de altura, montado em uma base de 8 pés (2,4 m) de largura, contendo motores para girar a antena. A própria antena consistia em uma série de 36 dipolos de meia onda apoiados por refletores, dispostos em três compartimentos, cada compartimento com doze dipolos dispostos em uma pilha de quatro de largura e três de altura. (As versões posteriores de produção do SCR-270 usavam 32 dipolos e refletores, sendo oito de largura por quatro de altura (fixo) ou quatro de largura por oito de altura (móvel)).
Em uso, a antena foi girada (girada) por comando da van de operações, sendo o ângulo do azimute observado através de binóculos, os números pintados no prato giratório da antena. A taxa máxima de rotação foi de uma rotação por minuto. O radar operava a 106 MHz, usando uma largura de pulso de 10 a 25 microssegundos e uma frequência de repetição de pulso de 621 Hz. Com um comprimento de onda de cerca de 3 metros (nove pés), o SRC-270 era comparável ao sistema Chain Home contemporâneo sendo desenvolvido na Inglaterra, mas não aos radares UHF Würzburg mais avançados.sendo desenvolvido na Alemanha. Esse comprimento de onda acabou sendo útil, pois é aproximadamente do tamanho da hélice de um avião e forneceu fortes retornos a partir deles, dependendo do ângulo. Geralmente, tinha um alcance operacional de cerca de 240 quilômetros e consistia em pegar aeronaves nesse intervalo. Uma equipe operacional de nove homens consistia em um chefe de turno, dois operadores de osciloscópios, duas plotadoras, dois técnicos e dois eletricistas.
O documento militar norte-americano desclassificado "Radar dos EUA - Características Operacionais de Equipamentos Disponíveis Classificados por Aplicação Tática" fornece estatísticas de desempenho para o SCR-270-D, ou seja, "alcance máximo em um único bombardeiro voando nas alturas indicadas, quando definido em uma superfície plana. local do nível do mar ":
| Altitude | 1.000 pés (300 m) | 5.000 pés (1.500 m) | 6.100 m (20.000 pés) | 7.600 m (25.000 pés) |
|---|---|---|---|---|
| Alcance | 32 km | 80 km | 160 km | 180 km |
Componentes [ editar ]
Os componentes do sistema SCR-270 incluíram o seguinte: [9]
Transmissor BC-785 [ editar ]
O transmissor usou dois triodos resfriados a água WL530 configurados como um oscilador de linha ressonante push-pull de alta potência. [10] As grades dos WL530s foram conectadas à saída do manipulador, que fornecia uma alta tensão de polarização negativa que foi interrompida por pulsos de 621 Hz que levaram as grades dos WL530s à condução, permitindo assim a produção de um pulso de RF. A linha de transmissão para a antena foi conectada a torneiras nas linhas ressonantes do filamento.
Keyer BC-738 [ editar ]
Como descrito acima, o manipulador / modulador produziu uma tensão de polarização da rede para os tubos do transmissor que os mantém em corte, exceto por breves pulsos positivos que o manipulador produz 621 vezes por segundo. A frequência 621 HZ é derivada de um oscilador interno ou de uma fonte externa , normalmente o osciloscópio. Os estágios de saída chaveados consistiam em dois triodos de potência 450TH em série, com o estágio final configurado como um seguidor de cátodo .
Receptor BC-404 [ editar ]
O receptor tem um design super - heteródino , com um tetrodo duplo 832 de alta potência como seu primeiro amplificador de RF e um tubo amplificador multiplicador de elétrons hexadecimal de feixe orbital RCA 1630 [11] como o segundo estágio do amplificador de RF. O oscilador local incluiu um ajuste de sintonia no painel frontal. O controle de sensibilidade do receptor foi localizado remotamente no osciloscópio. Os dois estágios de amplificador de RF e quatro de IF de 20 MHz podem produzir ganho suficiente para encher a tela do osciloscópio com ruído. : 106
Transmitir-receber (TR) interruptor [ editar ]
Uma inovação importante no SCR-270 foi um comutador de transmissão / recepção (TR). O radar de controle do holofote SCR-268 , que compartilhou muita tecnologia com o SCR-270, usou antenas separadas para transmissão e recepção. Para obter o máximo ganho de antena em um determinado tamanho, é desejável usar a mesma antena para ambas as funções. Um obstáculo é a necessidade de proteger o receptor dos pulsos de alta potência produzidos pelo transmissor. Isso foi resolvido colocando-se uma centelha através de uma seção afinada em “trombone” da linha de transmissão. Os pulsos de energia de alta tensão criariam uma faísca, causando um curto-circuito na linha e criando um esboço ressonante que impedia que a maior parte da energia do pulso chegasse ao receptor.
Visor do osciloscópio BC-403 [ editar ]
O monitor do osciloscópio ( escopo A ) empregava um tubo de raios catódicos 5BP4 de 5 polegadas de diâmetro , o mesmo tipo usado no primeiro aparelho de televisão RCA comercial , o TRK-5, introduzido em 1939. A varredura era normalmente gerada a partir de 621 Hz internos oscilador que também acionou o keyer, mas uma fonte externa poderia ser usada. O sinal de varredura passou por um deslocador de fase calibrado controlado por um volante grande no painel frontal. O atraso entre os pulsos transmitidos e recebidos pode ser medido com precisão, colocando o pulso de transmissão sob uma linha fina na tela e depois ajustando o volante para que o pulso recebido fique abaixo da linha.
Retificador de alta tensão RA60-A [ editar ]
Dois tubos retificadores WL-531 de alta potência forneceram tensão de placa ajustável, de até 15 kV a 0,5 A, ao transmissor. Devido à natureza pulsada do transmissor, era necessária uma pequena quantidade de filtração.
Refrigerador de água RU-4A [ editar ]
O RU-4 circulou água de resfriamento triplamente destilada pelos triodos de alta potência WL530 e resfriou a água de retorno com um soprador. Água destilada tripla foi usada para minimizar a corrente de fuga da alta tensão nos ânodos dos tubos.
Unidade de controle de antena BC-1011 [ editar ]
As unidades posteriores incorporaram um sistema de controle de direção da antena que poderia varrer um setor repetidamente. Ainda mais tarde, os sistemas adicionaram controles adicionais para girar a antena a 5 RPM para uso com um indicador de posição do plano , como radares modernos.
Generator [ editar ]
O gerador era acionado por um motor a gasolina LeRoi e podia produzir 15 KVA de energia elétrica.
Preservação [ editar ]
Após seu uso pelos militares, a unidade de Pearl Harbor (s / n 012) foi emprestada à Universidade de Saskatchewan em Saskatoon (juntamente com uma segunda unidade ao Conselho Nacional de Pesquisa em Ottawa ), que, desconhecendo sua história, a utilizou fotografar aurora pela primeira vez em 1949. A técnica foi publicada em 1950 na Nature e foi um campo de pesquisa ativa por algum tempo. Em 1990, depois que o radar ficou abandonado por anos, eles receberam um telefonema informando-os da natureza histórica do radar e solicitando que ele fosse enviado de volta aos EUA para preservação. Agora está localizado no Museu Nacional de Eletrônica, perto de Baltimore . [12] Uma segunda unidade não restaurada está na coleção do Museu de Artilharia de Defesa Aérea do Exército dos EUA em Fort Sill e será restaurada em 2020.
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