SCR -270 - SCR-270

SCR-270

SCR-270: Ligesom modellen, der opdagede de angribende Pearl Harbor-fly (den faktiske Opana-antenne var ni dipoler høje med fire brede, i stedet for den otte-fire-konfiguration, der er vist her). Skalaen til aflæsning af den retning, antennen peger i, kan ses ved basen.
Oprindelsesland	Forenede Stater
Introduceret	1940
Type	2D luftsøgning
Frekvens	106 MHz
PRF	621 Hz
Pulsbredde	10 til 25 mikrosekunder
RPM	1 omdr./min
Rækkevidde	150 miles (240 km)
Diameter	8 x 4 dipol array typisk
Azimuth	0–360 °
Præcision	6,4 km 2 °
Strøm	100 kW top

Den SCR-270 (Set Complete Radio model 270) var en af de første operationelle tidlig varsling radarer . Det var den amerikanske hærs primære langdistanceradar under anden verdenskrig og blev indsat rundt om i verden. Det er også kendt som Pearl Harbor Radar , da det var et SCR-270-sæt, der opdagede det indkommende raid omkring 45 minutter før angrebet på Pearl Harbor den 7. december 1941 begyndte.

To versioner blev produceret, den mobile SCR-270 og den faste SCR-271, som brugte den samme elektronik, men brugte en antenne med noget større opløsning. En opgraderet version, SCR-289 , blev også produceret, men så lidt nytte. -270 -versionerne blev til sidst erstattet af nyere mikrobølgeenheder baseret på hulrumsmagnetron, der blev introduceret til USA under Tizard -missionen . Det eneste tidlige advarselssystem af den slags, der kunne se handling i Anden Verdenskrig, var AN/CPS-1 , som var tilgængelig i midten af ​​1944, i tide til D-dag .

Opbygning af radaren

Den Signal Corps havde eksperimenteret med nogle radar begreber så tidligt som i slutningen af 1920'erne, under ledelse af oberst William R. Blair, direktør for Signal Corps Laboratories i Fort Monmouth , New Jersey . Selvom hæren primært fokuserede på infrarøde detektionssystemer (en populær idé dengang), gik arbejdet i 1935 til radar igen, da en af ​​Blairs seneste ankomster, Roger B. Colton, overbeviste ham om at sende en anden ingeniør til at undersøge den amerikanske flåde 's CXAM radar projekt. William D. Hershberger gik for at se, hvad de havde, og returnerede en positiv rapport. Med støtte fra James B. Allison, Chief Signal Officer, formåede de at samle et lille beløb og afledte nogle fra andre projekter. Et forskerhold blev organiseret under ledelse af civilingeniør Paul E. Watson .

I december 1936 havde Watsons gruppe en fungerende prototype, som de fortsatte med at forbedre. I maj 1937 var de i stand til at demonstrere sættet og opdage et bombefly om natten. Denne demonstration viste sig at være særlig overbevisende ved en fejltagelse; det Martin B-10 bombefly havde oprindeligt fået besked på at flyve til et kendt punkt for radaren for at finde det, men kunne ikke være placeret på den aftalte tid. Radaroperatørerne søgte derefter efter bombeflyet og fandt det cirka 16 kilometer fra den tiltænkte position. Det blev senere erfaret, at vinde havde sprængt bombeflyet ud af kurs, så det, der skulle være en simpel demonstration, blev til et eksempel på virkelighedens radarplacering og sporing. Udvikling af dette system fortsatte som SCR-268 , som til sidst udviklede sig til en fremragende kort til mellemlang rækkevidde pistol æglæggende system.

I april 1937 blev en LtC. Davis, en officer i en Army Air Corps Pursuit Squadron i Panama Canal Zone (CZ), sendte en anmodning om en "Means of Radio Detection of Aircraft" til den amerikanske hærs Chief Signal Officer (CSig.), Uden om normale kommandokanaler . SCR-268 var ikke rigtig egnet til dette behov, og efter demonstrationen i maj modtog de igen en anmodning om en langdistanceenhed, denne gang fra "Hap" Arnold, der skrev til dem 3. juni 1937.

Kort tid efter blev Signal Corps bekymret over, at deres radararbejde blev observeret af tyske spioner, og flyttede udviklingen til Sandy Hook ved Fort Hancock , kystartilleriets forsvarssted for Lower New York Bay . Efter flytningen startede straks arbejdet med Air Corps-anmodningen om, hvad der skulle blive kendt (i 1940) som "Radio Set SCR-270". Dele af SCR -268 blev omdirigeret til dette nye projekt, hvilket forsinkede færdiggørelsen af ​​-268.

Implementering og uforståelse

Ikke-bærbar version: SCR-271 på Camp Evans

SCR-270 på Opana, Oahu, der opdagede det japanske angrebsfly

Den ikke-bærbare version, SCR-271-A, s/n 1 blev leveret til Canal Zone og begyndte at fungere i oktober 1940 på Fort Sherman i Atlanterhavsenden af Panamakanalen . Det hentede passagerfly på 188 km i sin første testkørsel. Det andet sæt blev oprettet på Fort Grant 's Taboga Island på Stillehavsenden af ​​kanalen i december 1940, hvilket gav radardækning til den livsvigtige, men sårbare Panamakanal. Westinghouse øgede hurtigt produktionen og producerede 100 i slutningen af ​​1941.

Operatører af sæt, der blev sendt til Panamakanalen, Filippinerne, Hawaii og andre strategiske steder, var alle samlet til en luftforsvarsskole ved Mitchel Field , New York i april 1941. Skolen var kulminationen på indsatsen, der blev påbegyndt i 1940, da War Department oprettede Air Defense Command ledet af Brig. General James E. Chaney. Chaney fik til opgave af Hap Arnold at indsamle alle oplysninger om det britiske luftforsvarssystem og overføre viden så hurtigt som muligt til det amerikanske militær. Air Marshal Dowding , en af ​​designerne af luftforsvarssystemet Ground-controlled interception (GCI), der blev brugt under slaget ved Storbritannien , var på skolen og diskuterede med de amerikanske generaler designet og hasten til at etablere det hawaiiske system, især med vægt på behovet for grundig radardækning langs kysterne.

På trods af den høje opmærksomhed på skolen og skolens fortræffelighed i uddannelse i brugen af ​​SCR-270 og dens integration og koordinering med jageraflytninger, fulgte hæren ikke med at støtte de juniorofficerer, der blev trænet på denne session. Luftforsvaret krævede direkte kontrol med aktiver spredt ud over forskellige enheder; luftværnskanoner, radarer og interceptorfly var ikke under en samlet kommando. Dette havde været et af de primære problemer, som Robert Watson-Watt havde identificeret før krigen, da en demonstration af et tidligt radarsystem var gået komisk galt, selvom selve radarsystemet havde fungeret perfekt. Dowding var godt klar over vigtigheden af ​​en samlet kommando, men denne viden resulterede ikke i ændringer i den amerikanske hærs struktur.

SCR-270 radarer på Hawaii forud for Pearl Harbor-angrebet

Hærmajor Kenneth Bergquist vendte tilbage til Hawaii efter at have gået på Mitchel Field -skolen, der havde til hensigt at oprette et koordineret system, men da han ankom, fandt han, at den lokale hærledelse var uinteresseret i systemet, og han blev overført til sin tidligere kampflyenhed. Først da uforståeligt udstyr begyndte at dukke op, returnerede hæren Bergquist fra sin jager enhed og fortalte ham, at hans job var at samle udstyret, da det ankom. Den øverstbefalende for forsvaret af Hawaii, general Walter Short , havde en svag forståelse af de våben og taktikker, som hærens teknologer (ledet af Hap Arnold ) aggressivt pressede dem til at vedtage. Bortset fra i sjældne tilfælde var der ringe interesse for at hjælpe eller endda samarbejde med målet om at oprette luftforsvarssystemet. På eget initiativ byggede Bergquist sammen med nogle andre motiverede juniorofficerer et provisorisk kontrolcenter uden tilladelse og kun ved scrounging.

De første SR-270'er blev funktionelle i juli 1941, og i november havde Bergquist kun samlet et lille hold, men de var i stand til at bygge en ring med fire SCR-270-B'er omkring Oahu, med en enhed i reserve. Radarerne blev placeret på den centrale nordlige bred ( Haleiwa ), Opana Point (nordspids), i nordvest på det højeste punkt- Mount Kaala , og en i det sydøstlige hjørne ved Koko Head. I første omgang blev der imidlertid ikke oprettet noget reelt kommunikationssystem eller en rapporteringskæde. På et tidspunkt blev operatørerne af et af apparaterne instrueret i at ringe til rapporter fra en tankstation et stykke væk. Selvom kommunikationen til sidst blev forbedret, var kommandokæden ikke. Og efter eksplicit ordre fra General Short skulle radarstationerne kun betjenes i fire timer om dagen og lukke ned kl. 7 om dagen hver dag. Den ene operationelle radar, der blev indstillet i Filippinerne, blev derimod sat til kontinuerlig vagt i tre skift som reaktion på krigsadvarslen, der blev sendt til alle oversøiske kommandoer i slutningen af ​​november.

Brug morgenen efter Pearl Harbor -angrebet

Plot lavet tidligt den 7. december 1941 af SCR-270 operatører på Opana

SCR-270 serienummer 012 blev installeret på Opana Point , Hawaii om morgenen den 7. december 1941, bemandet af to menige, George Elliot og Joseph Lockard. Selvom sættet skulle lukke ned kl. 7 den morgen, besluttede soldaterne at få ekstra træningstid, da lastbilen planlagde at tage dem til morgenmad var for sent. 7:02 opdagede de fly, der nærmede sig Oahu i en afstand på 210 miles (210 km), og Lockard ringede til informationscentret ved Fort Shafter og rapporterede "Stort antal fly, der kom ind fra nord, tre punkter øst". Operatøren, der tog sin rapport, videregav oplysningerne og gentog, at operatøren understregede, at han aldrig havde set noget lignende, og det var "en frygtelig stor flyvning."

SCR-270 display, der viser japanske fly, der nærmer sig Oahu den 7. december 1941

Rapporten blev videregivet til en uerfaren og ufuldstændigt uddannet betjent, Kermit Tyler , der var ankommet kun en uge tidligere. Han troede, at de havde opdaget en flyvning af B-17'er, der ankom den morgen fra USA. Der var kun seks B-17'er i gruppen, så dette kunne ikke tage højde for radarekkoets store størrelse. Betjenten havde ringe kendskab til teknologien, radaroperatørerne var ikke klar over B-17-flyvningen (eller dens størrelse), og B-17'erne havde intet IFF- system ( identifikationsven eller fjende ) eller nogen alternativ procedure til at identificere fjerne venskabskampe sådan som briterne havde udviklet sig under slaget om Storbritannien . Det japanske fly, de opdagede, angreb Pearl Harbor 55 minutter senere og udfældede USA's formelle indtræden i Anden Verdenskrig .

Den indgående flyvning mod den nordlige del blev ikke passeret i tide til brug. Den amerikanske flåde søgte i stedet resultatløst til sydvest for Hawaii og troede, at angrebet var blevet iværksat fra den retning. Set i bakspejlet kan dette have været tilfældigt, da de måske havde mødt samme skæbne som skibene i Pearl Harbor, hvis de havde forsøgt at engagere den overlegne japanske transportflåde med potentielt enorme tab.

Efterspil

Radarerne på Oahu blev sat i drift døgnet rundt umiddelbart efter angrebet. Efter det japanske angreb gik RAF med til at sende Watson-Watt til USA for at rådgive militæret om luftforsvarsteknologi. Især Watson-Watt rettede opmærksomheden mod den generelle mangel på forståelse på alle niveauer af kommando over radarens muligheder, idet det ofte blev betragtet som en freak gadget "der producerer snapobservationer på mål, der måske eller ikke kan være fly." General Gordon P. Saville , direktør for luftforsvar ved hærens luftvåbnets hovedkvarter omtalte Watson-Watt-rapporten som "en fordømmende tiltale for hele vores varslingstjeneste".

1942 foto af SCR-270 udnyttet af Marine Corps 'Early Warning Detachment under slaget ved Guadalcanal .

Brug af SCR-270 radar andre steder i Anden Verdenskrig

I Filippinerne klarede Far East Air Force sig ikke meget bedre end det forsvarende luftvåben ved Pearl Harbor. Selvom FEAF havde fem SR-270B'er, fungerede kun to den 8. december 1941, en ved en løsrivelse fra det 4.Marine Regiment for at beskytte Cavite Naval Base . Den 29. november, som svar på den krigsadvarsel, der blev sendt til alle oversøiske kommandoer, fortsatte radarafmonteringen kontinuerligt i tre skift. {Sfn | Bartsch | 2003 | pp = 225}} Selv med korrekt detektion af fjendtlige flyvninger fra AAF's operationelle operationer radar ved Iba, resulterede kommando-uorganisering i, at mange af de forsvarende krigere i Filippinerne også blev fanget på jorden og ødelagt, ligesom den største koncentration af B-17'er (19) uden for det kontinentale USA. [1] Iba -sættet blev ødelagt i det første angreb på Iba den 8. december. Efter den første dag var den effektive slagkraft i Fjernøstens luftvåben blevet ødelagt, og jagerstyrken for alvor reduceret. Marineenheden blev trukket tilbage til Bataan i januar 1942, hvor den med succes blev anvendt i forbindelse med en SCR-268 luftværnspistolradar til at give luftadvarsel til en lille løsrivelse af P-40'er, der opererede fra primitive marker.

SCR-270 Radar fra Air Warning Squadron 6 på Okinawa efter slaget ved Okinawa.

Nøglebefalingsmænd, der var ansvarlige for forsvaret af installationer, der var sårbare over for luftangreb, forstod ikke behovet for og kapaciteterne i de luftforsvarsaktiver, de havde, og hvor vigtig radar var for disse forsvar. Sårbarheden blev godt demonstreret i krigsspil- især dem i United States Navy Fleet Problem IX, der tilintetgjorde låsene på Panamakanalen og Fleet Problem XIII , da Pearl Harbor-flåden blev ødelagt i et mock-angreb af 150 fly i 1932. [2]

På Midway Island i juni 1942 var en SCR-270 antenne og skur [3] placeret i den vestlige ende af Sand Island [4] . Under slaget ved Midway blev denne radar brugt til at advare øen om indkommende japanske luftangreb [5] og til med succes at dirigere jagerens aflytning, der fulgte, men øens radar spillede ikke nogen væsentlig rolle i hovedbærer-aktionsdelen af slaget der fulgte.

Teknisk beskrivelse

SCR-270 operationsvognens komponenter

Nøglen til SCR-270's drift var det primære vandkølede 8 kW kontinuerlige/100 kW pulserede transmitterrør. Tidlige eksempler blev håndbygget, men en kontrakt blev givet til Westinghouse i oktober 1938 om at levere produktionsversioner under Westinghouse-betegnelsen "WL-530" og Signal Corps-typenummeret "VT-122". Et par af disse ankom i januar 1939 og blev inkorporeret i den første SCR-270 i tide til at blive brugt i hærens manøvrer den sommer. Flere forbedrede komponenter fulgte, da hæren tilbød yderligere kontrakter til eventuel produktion.

Den originale -270 bestod af en pakke med fire biler inklusive en K-30 betjeningsvogn til radioudstyr og oscilloskop, en K-31 benzindrevet kraftproducerende lastbil, en K-22B flatbed trailer og en K-32 prime flyttemand. Antennens foldemontage blev afledt af et boremaskine, og blev monteret på traileren til bevægelse. Da den blev åbnet, var den 17 fod høj, monteret på en 2,4 m bred fod med motorer til rotation af antennen. Selve antennen bestod af en række 36 halvbølgede dipoler med reflekser, arrangeret i tre bugter, hver bugt med tolv dipoler arrangeret i en trehøj fire-bred stabel. (Senere produktionsversioner af SCR-270 brugte 32 dipoler og reflektorer, enten otte brede med fire høje (faste) eller fire brede med otte høje (mobile)).

I brug blev antennen svinget (roteret) med kommando fra betjeningsvognen, azimutvinklen blev læst ved at observere med kikkert de tal, der er malet på antennens drejeskive. Den maksimale rotationshastighed var en omdrejning pr. Minut. Radaren opererede ved 106 MHz ved hjælp af en pulsbredde fra 10 til 25 mikrosekunder og en pulsrepetitionsfrekvens på 621 Hz. Med en bølgelængde på cirka 3 meter var SRC-270 sammenlignelig med det moderne Chain Home- system, der blev udviklet i England, men ikke med de mere avancerede UHF Würzburg-radarer, der blev udviklet i Tyskland. Denne bølgelængde viste sig at være nyttig, da den er nogenlunde på størrelse med et flys propel og gav stærke afkast fra dem afhængigt af vinklen. Generelt havde den en operationel rækkevidde på omkring 150 miles (240 km) og hentede konsekvent fly på denne rækkevidde. Et ni-mands feltoperativt besætning bestod af en vagtchef, to oscilloskopoperatører, to plottere, to teknikere og to elektrikere.

Det afklassificerede amerikanske militærdokument "US Radar-Operationelle egenskaber ved tilgængeligt udstyr klassificeret efter taktisk anvendelse" giver præstationsstatistik for SCR-270-D, nemlig "maksimal rækkevidde på et enkelt bombefly, der flyver i angivne højder, når sættet er på en flad havniveau sted ":

Komponenter

Komponenter i SCR-270-systemet omfattede følgende:

Senderen BC-785

Senderen brugte to WL530 vandkølede trioder konfigureret som en højeffekt push-pull resonanslinje-oscillator. Gitterene på WL530'erne blev forbundet til tastaturudgangen, hvilket gav en høj negativ bias -spænding, der blev afbrudt af 621 Hz -impulser, der drev WL530'ernes net til ledning, hvorved der blev mulighed for at producere en RF -puls. Transmissionslinjen til antennen var forbundet med vandhaner på filamentresonantlinjerne.

Keyer BC-738

Som beskrevet ovenfor producerede tasteren/modulatoren en netforspænding for transmitterrørene, der holder dem i afbrydelse, bortset fra korte positive impulser, som tasteren producerer 621 gange i sekundet, 621 Hz -frekvensen stammer enten fra en intern oscillator eller en ekstern kilde , typisk oscilloskopet. De tastede udgangstrin bestod af to 450TH -effekttrioder i serie, hvor det sidste trin var konfigureret som en katodefolger .

Modtager BC-404

Modtageren er et superheterodyne- design med en højeffekt 832 dobbelt tetrode som sin første RF-forstærker og et RCA 1630 orbitalt stråle hexode elektron-multiplikatorforstærkerrør som det andet RF-forstærkerstadium. Den lokale oscillator inkluderede en justering af frontpanelets tuning. Receiverens følsomhedskontrol var eksternt placeret på oscilloskopet. De to RF- og fire 20 MHz IF -forstærker -stadier kunne producere tilstrækkelig forstærkning til at fylde oscilloskopets skærm med støj.

Transmit-modtag (TR) switch

BC-403-C oscilloskop

En vigtig innovation i SCR-270 var en transmit-modtag (TR) switch. The SCR-268 projektør radar, som deles meget teknologi med SCR-270, der anvendes separate antenner for sende- og modtage, For maksimal antenne forstærkning ved en given størrelse er det ønskeligt at anvende den samme antenne til begge funktioner. En hindring er behovet for at beskytte modtageren mod de høje effektimpulser, der sendes af senderen. Dette blev løst ved at placere et gnistgab på tværs af en "trombone" afstemt sektion af transmissionslinjen. De højspændingsledninger pulser ville skabe en gnist, kortslutning af linien og skabe en resonant stub , der forhindrede de fleste af pulsen energi i at nå modtageren.

Oscilloskop display BC-403

Oscilloskop ( A-scope ) displayet benyttede et femtommers diameter 5BP4 katodestrålerør , den samme type, der blev brugt i det første kommercielle RCA- fjernsyn, TRK-5, introduceret i 1939. Fejningen blev normalt genereret fra et internt 621 Hz oscillator, der også kørte tasteren, men en ekstern kilde kunne bruges. Fejesignalet passerede gennem en kalibreret faseskifter, der blev styret af et stort håndhjul på frontpanelet. Forsinkelsen mellem de transmitterede og modtagne impulser kunne måles nøjagtigt ved at placere sendepulsen under en hårgrænse på skærmen og derefter justere håndhjulet, så den modtagne puls var under linjen.

Højspændingsretter RA60-A

To WL-531-ensretterrør med høj effekt leverede justerbar pladespænding, op til 15 kV ved 0,5 A, til senderen. På grund af senderens pulserende karakter var den lille mængde filtrering nødvendig.

Vandkøler RU-4A

RU-4 cirkulerede tredobbelt destilleret kølevand gennem WL530 højeffektstrioderne og afkølede returvandet med en blæser. Triple-destilleret vand blev brugt til at minimere lækstrøm fra højspændingen på rørens anoder.

Antennestyring BC-1011

Senere enheder inkorporerede et antennestyringssystem, der gentagne gange kunne feje en sektor. Stadig senere tilføjede systemer yderligere betjeningselementer til at rotere antennen med 5 o / min til brug med en planpositionsindikator , som moderne radarer.

Generator

Generatoren blev drevet af en LeRoi -benzinmotor og kunne producere 15 KVA elektrisk strøm.

Bevarelse

Efter militærets brug blev Pearl Harbor -enheden (s/n 012) lånt til University of Saskatchewan i Saskatoon (sammen med en anden enhed til National Research Council i Ottawa ), der uvidende om sin historie brugte den til billede af aurora for første gang i 1949. Teknikken blev offentliggjort i 1950 i Nature , og var et område med aktiv forskning i nogen tid. I 1990, efter at radaren havde stået øde i årevis, modtog de et telefonopkald, der informerede dem om radarens historiske karakter og bad om, at den blev sendt tilbage til USA for bevarelse. Det er nu placeret på National Electronics Museum nær Baltimore . En anden ikke -restaureret enhed er i US Army Air Defense Artillery Museum -samlingen i Fort Sill og vil blive genoprettet i 2020.

Se også

• Liste over amerikanske signalkorpsbiler
• Signalkorps radio
• G-tal
• AN/CPS-4 Radarhøjdefinder brugt med SCR-270

Citation

Referencer

eksterne links

• Vidnesbyrd vedrørende Opana Radar
• Information om britisk kæde Hjem Anden Verdenskrig radar
• Information om anden verdenskrigs radar, herunder SCR-270
• US Radar, Operationelle egenskaber ved radar, klassificeret efter taktisk anvendelse, FTP 217
• Historisk elektronikmuseum [6]

1942 visning af en SCR-271 på [Radar Installation and Maintenance School at Camp Evans] http://www.campevans.org/history/radar/wwii-radar-array-scr-270-and-scr-271-cs -2005-12-08l , Wall, NJ

• http://www.ibiblio.org/hyperwar/USA/ref/FM/index.html FM 11-25
• http://www.monmouth.army.mil/historian/photolist.php?fname=Radar%2FSCR-270 billeder af SCR-270
• film af scr 270 ved fort bliss/hvidt sand [7]