Кіріспе
Пёрл-Харборға шабуыл жасалғанын анықтаған АҚШ армиясының алғашқы радар түрі SCR-270 болды, ол алғашқы жедел ерте ескерту радарларының бірі еді. Бұл радар Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде АҚШ армиясының негізгі, ұзақ қашықтықтағы радары болып табылды және әлемнің түкпір-түкпірінде орналастырылды. Ол "Пёрл-Харбор радары" деп те белгілі, себебі SCR-270 жиынтығы 1941 жылғы 7 желтоқсанда Пёрл-Харборға шабуыл басталғанға шамамен 45 минут бұрын жақын келе жатқан шабуылды анықтаған. Екі нұсқасы өндірілді: жылжымалы SCR-270 және бірдей электрониканы пайдаланған, бірақ ажыратымдылығы біршама жоғары антеннасы бар SCR-271 стационарлық радары. Жаңартылған нұсқасы – SCR-289 де жасалды, бірақ одан аз пайдаланылды. SCR-270 нұсқалары ақырында Tizard миссиясы барысында АҚШ-қа әкелінген қуыс магнитронға негізделген жаңа микротолқынды құрылғылармен алмастырылды. Екінші дүниежүзілік соғыста қолданылған осындай ерте ескерту жүйесінің жалғыз мысалы – AN/CPS-1, ол 1944 жылдың ортасында, D күніне дейін қолжетімді болды.
The SCR 270 was one of the first operational early warning radars. It was the U. S. Army's primary long distance radar throughout World War II and was deployed around the world. It is also known as the Pearl Harbor Radar, since it was an SCR 270 set that detected the incoming raid about 45 minutes before the December 7, 1941, attack on Pearl Harbor commenced. Two versions were produced, the mobile SCR 270, and the fixed SCR 271 which used the same electronics but used an antenna with somewhat greater resolution. An upgraded version, the SCR 289, was also produced, but saw little use. The 270 versions were eventually replaced by newer microwave units based on cavity magnetron that was introduced to the US during the Tizard Mission. The only early warning system of the sort to see action in World War II was the AN/CPS 1, which was available in mid 1944, in time for D Day.
РЛС құрастыру
Сигнал корпусы 1920 жылдардың соңында Нью-Джерси штатының Монмут фортындағы Сигнал корпусы зертханаларының директоры полковник Уильям Р. Блэр басшылығымен бірнеше радар концепцияларын сынақтан өткізді. Армия көбінесе инфрақызыл детекция жүйелеріне (сол кездегі танымал идея) баса назар бергенімен, 1935 жылы Блэрдің жаңа келген қызметкерінің бірі – Роджер Б. Колтон, оны АҚШ-тың CXAM радар жобасын зерттеу үшін тағы бір инженерді жіберуге көндірді. Уильям Д. Хершбергер олардың немен айналысатынын көрді және оң баяндама ұсынды. Джеймс Б. Эллисон бас сигнал офицерінің қолдауын алып, олар аз көлемде қаржы жинап, басқа жобалардан бөліп алды. Азаматтық инженер Пол Э. Уотсон басқаратын зерттеу тобы құрылды. 1936 жылдың желтоқсанында Уотсон тобы жұмыс істейтін прототип жасады және оны жетілдіруді жалғастырды. 1937 жылдың мамырында олар түнде бомбалаушыны анықтап, құрылғыны көрсетуге мүкіндік алды. Бұл демонстрация кездейсоқ түрде өте убедительно болды; Martin B 10 бомбалаушысына бастапқыда радардың анықтауы үшін белгілі бір нүктеге ұшу тапсырылған, бірақ келісілген уақытта оны таба алмады. Радар операторлары бомбалаушыны іздеп, оны жоспарланған орнынан шамамен 16 шақырым қашықтықта тапты. Кейін жел бомбалаушыны жолынан ауыртқанын анықтады, сондықтан қарапайым демонстрация нақты радарлық орналасу және қадағалаудың мысалына айналды. Бұл жүйені SCR 268 ретінде дамыту жалғасты, ол ақырында қысқа және орташа қашықтықтағы қару-жарақтарды орнатуға арналған тиімді жүйеге айналды. 1937 жылдың сәуірінде Панама каналы аймағындағы (CZ) Армия Әуе корпусының эскадрилья офицері, лейтенант-полковник Дэвис, АҚШ Армиясының бас сигнал офицеріне (CSig.), командалық тізбектерді айналып өте отырып, «ұшақтарды радиоарнамен анықтау құралы» туралы сұрау жіберді. SCR 268 бұл қажеттілікке толыққанды сай келмеді, және мамыр айында демонстрациядан кейін олар ұзақ қашықтықтағы құрылғы туралы тағы бір сұраныс алды, бұл жолы «Хап» Арнольд оларға 1937 жылдың 3 маусымында хат жазды. Осыдан кейін Сигнал корпусы өздерінің радар жұмыстарын неміс шпиондары бақылап отырғанын сезіп, дамуды Төменгі Нью-Йорк шығанағының жағалау артиллериясы қорғаныс орны – Форт Хэнкоктағы Сэнди Хукқа көшірді. Көшкеннен кейін, Әуе корпусының сұранысы бойынша жұмыс бірден басталды, ол (1940 жылы) «Радио жиынтығы SCR 270» деп аталды. SCR 268-дің бөліктері осы жаңа жобаға ауыстырылды, бұл 268-ді аяқтауды кешіктірді.
Қатысу және түсінбеушілік
Портативті емес нұсқасы, SCR 271 A, s/n 1 Канал аймағына жеткізілді және 1940 жылдың қазан айында Панама каналының Атлантика жағындағы Форт-Шерман бекінісінде жұмысын бастады. Алғашқы сынақ жүргізу кезінде ол 117 миль (188 км) қашықтықтағы әуе кемелерін анықтады. Екінші жиын 1940 жылдың желтоқсанына дейін каналдың Тынық мұхиты жағындағы Форт Гранттың Табога аралында орнатылды, осылайша маңызды, бірақ осал Панама каналын радармен қамтуды қамтамасыз етті. Westinghouse өндірісті жылдам арттырып, 1941 жылдың соңына дейін 100 дана өндірді. Панама каналына, Филиппинге, Гавайиге және басқа да стратегиялық маңызға ие жерлерге жіберілген операторлардың барлығы 1941 жылдың сәуірінде Нью-Йорктегі Митчелл әуе базасында әуе қорғанысы мектебіне жиналды. Бұл мектеп 1940 жылы басталған күш-жігердің нәтижесі болды, сол кезде Соғыс министрлігі бригада генералы Джеймс Э. Чейни басқаратын Әуе қорғанысы басқармасын құрды. Чейниге Хэп Арнольд британдық әуе қорғанысы жүйесі туралы барлық ақпаратты жинап, оны АҚШ әскеріне мүмкіндігінше жылдам жеткізу тапсырылды. Ұлыбритания шайқасында қолданылған Жерден басқарылатын ұшуға қарсы іс-қимыл (GCI) әуе қорғанысы жүйесін жасағандардың бірі болған әуе маршалы Даудинг мектепте болды және американдық генералдармен Гавайи жүйесін құрудың маңыздылығы мен жеделдігі туралы, әсіресе жағалау бойындағы радарлық бекеттердің толыққанды жабылу қажеттілігін талқылады. Мектепке көрсетілген жоғары назар және SCR 270-ті пайдалану бойынша оқытудың, сондай-ақ оны ұрыс қимылдарының бақылауымен үйлестірудегі табысына қарамастан, армия осы сессияда оқытылған кіші офицерлерді қолдауды жалғастырмады. Әуе қорғанысы үшін әртүрлі бөлімшелерге тараған күштерді тікелей басқару қажет болды; зениттік артиллерия, радарлар және истребительдер бірыңғай басшылыққа бағынбады. Бұл Роберт Уотсон Уатт соғысқа дейін анықтаған басты мәселелердің бірі болды, себебі радар жүйесінің өзі жақсы жұмыс істегеніне қарамастан, ертегі радар жүйесінің көрсетілімі күлкілі жағдайға әкеп соқты. Даудинг біріккен басшылықтың маңыздылығын жақсы білді, бірақ бұл білім АҚШ армиясының құрылымында өзгерістерге әкелмеді.
Перл-Харбор шабуылдан бұрын Гавайидегі SCR-270 радарлары
Армия майоры Кеннет Бергквист Митчелл Филд мектебінде оқығаннан кейін үйлестірілген жүйе құру ниетімен Гавайиге оралды, бірақ келген соң жергілікті армия басшылығының жүйеге қызығушылық танытпағанын көрді және бұрынғы истребитель бөліміне қайта тағайындалды. Тек түсініксіз жабдықтар келе бастағанда ғана армия Бергквисті истребитель бөлімінен қайтарып, оның міндеті келген жабдықты құрастыру екенін айтты. Гавайиді қорғауға жауапты генерал Уолтер Шорт, армия технологтарының (Хэп Арнольд басқаратын) оларды қабылдауға шақырып жатқан қару-жарақ пен тактиканы толыққанды түсінбеді. Көптеген жағдайларда әуе қорғаныс жүйесін құруға көмектесуге немесе ынтымақтасуға мүдде болмады. Бергквист пен басқа да белсенді кіші офицерлер өз бастамасымен, рұқсатсыз және тек қолдан келгенін жинап, уақытша басқару орталығын құрды. Бірінші SR 270 радарлары 1941 жылдың шілдесінде жұмыс істей бастады, ал қараша айына қарай Бергквист кішкентай ғана команда жинады, бірақ олар Оаху айналасында төрт SCR 270 B радарынан сақина жасады, ал біреуі резервте болды. Радарлар орталық солтүстік жағалауда (Халива), Опана нүктесінде (солтүстік ұшы), солтүстік-батыста Каала тауының ең биік нүктесінде және оңтүстік-шығыс бұрышында Коко Хедте орналастырылды. Бірақ бастапқыда нақты байланыс жүйесі немесе есеп беру тізбегі құрылмады. Бірде радар операторларына алыс жатқан бензин станциясынан телефон арқылы хабарлауды тапсырды. Байланыс ақырында жақсартылса да, басқару тізбегі жақсарған жоқ. Генерал Шорттың тікелей бұйрығымен радар станциялары күніне төрт сағат қана жұмыс істеуге және таңғы жетіге дейін өшірілуге тиіс еді. Ал Филиппиндегі жалғыз жұмыс істейтін радар, керісінше, қараша айының соңында барлық шетелдік бөлімдерге жіберілген соғыс ескертуіне жауап ретінде үш сменада үздіксіз жұмыс істеді.
Перл-Харбор шабуыл жасаған күні таңертең қолданылған
SCR 270 сериялық нөмірі 012 1941 жылғы 7 желтоқсанда таңертең Гавайидегі Опана Пойнтта орнатылды, оны екі сарбаз, Джордж Эллиот пен Джозеф Локард басқарды. Жабдық сол таңғы сағат 7-де өшірілуі керек болғанмен, таңғы астыңға баратын көлік кешіккендіктен, сарбаздар қосымша оқу уақытын алуға шешім қабылдады. 7:02-де олар Оахуға 130 миль (209 км) қашықтықта ұшақтардың жақындап келе жатқанын анықтады және Локард Форт Шафтердегі ақпарат орталығына телефон соғып, "Солтүстіктен келе жатқан көптеген ұшақтар, шығысқа қарай үш градус" деп хабарлады. Оның хабарламасын алған оператор ақпаратты қайталап, оператор мұндай нәрсені ешқашан көрмегенін және бұл "өте үлкен эскадрилья" екенін айтты. Хабарлама бір апта бұрын келген тәжірибесіз және толыққанды оқытылмаған офицер Кермит Тайлерге жеткізілді. Ол сол күні таңертең АҚШ-тан келген B-17 ұшақтарын байқаған деп ойлады. Топта бар болғаны алты B-17 болды, сондықтан бұл радардағы үлкен эхоның себебі бола алмады. Офицер технологияны жақсы түсінбеді, радар операторлары B-17 ұшуы (не оның мөлшері) туралы білмеді, ал B-17 ұшақтарында IFF (өзіміздікі не жауды анықтау) жүйесі болған жоқ, сондай-ақ британдықтар Ұлыбритания шайқасында жасағандай, алыстағы достарын анықтау үшін басқа процедура да болмады. Олар анықтаған жапон ұшақтары 55 минуттан кейін Перл-Харборға шабуыл жасады, бұл АҚШ-тың Екінші дүниежүзілік соғысқа ресми түрде қатысуына себеп болды. Келіп жатқан ұшудың солтүстік бағыты уақтылы жеткізілмеді. АҚШ флоты оның орнына Гавайидің оңтүстік-батысында нәтижесіз іздеу жүргізді, шабуыл солтүстік-батыстан жасалған деп сенді. Керісінше, бұл сәттілікке байланысты болған болуы мүмкін, өйткені олар Пёрл-Харбордағы кемелердің тағдырына ұшырауы мүмкін еді, егер олар жоғары жапондық авиатасымалдау флотына қарсы тұруға тырысқанда, зор шығындарға ұшыраған болар еді.
Салдары
Оахудағы радарлар шабуылдан кейін дереу тәулік бойына жұмыс істеуге көшті.
Ортаңғы жол
1942 жылдың маусым айында Мидуэй аралындағы Құм аралының батыс жағында SCR 270 антеннасы мен қабылдағыш орналасқан. Мидуэй шайқасы кезінде бұл радар аралды жапондық әуе шабуылынан ескерту үшін және одан кейін сәтті түрде истребительдерді ұшыруды басқару үшін пайдаланылды, бірақ аралдың радары шайқастың негізгі кемелерге қатысты бөлігінде маңызды рөл атқармады.
Ньюфаундленд
1942 жылы Ньюфаундленд доминионында АҚШ армиясы NS Argentia, McAndrew AFB, Ernest Harmon AFB және RCAF Torbay қорғауы үшін бес SCR 271 жабдықталған ерте ескерту радиолокациялық станцияларын салды. Кейп-Спир (Prime), Эллистон Ридж (Duo), Сент-Брайд (Trio), Фого аралы (Quad) және Аллан аралы (Cinco) станциялары Pepperrell әуе күштері базасындағы Ньюфаундленд базалық командалығының операциялық бақылауындағы 685-ші әуе ескерту эскадрильясымен қамтамасыз етілді.
BC-785 таратушысы
Бергіш жоғары қуатты итермелеу-тарту резонанстық желілік осциллятор ретінде жұмыс істеу үшін екі WL530 сумен салқындатылған триодты пайдаланды. WL530 триодтарының торлары кілттің шығысына қосылды, ол жоғары теріс кернеуді қамтамасыз етті, ал 621 Гц жиілікті импульстар осы кернеуді үзіп, WL530 триодтарының торларын тоқ өткізгіштікке итерді, соның нәтижесінде радиожиілікті импульс жасалды. Антеннаға баратын тарату желісі, резонанстық желілердегі түйіспелерге қосылды.
Кейер БК-738
Жоғарыда сипатталғандай, кілт/модулятор таратушы түтіктер үшін торлық кернеуін жасады, олар кілт секундына 621 рет тудыратын қысқаша оң импульстардан басқа тоқтатылған күйде ұстайды. 621 Гц жиілігі ішкі генератордан немесе, әдетте, осциллографтан болатын сыртқы көзден алынады. Кілті бар шығыс сатылары сериялы қосылған екі 450TH қуатты триодтан тұрады, ал соңғы саты катодтық ілескер ретінде құрастырылған.
Қабылдағыш BC-404
Қабылдағыш супергетеродиндік конструкция, оның бірінші радиожиілікті (RF) күшейткіші ретінде жоғары қуатты 832 қос тетроды, ал екінші RF күшейткіш сатысы ретінде RCA 1630 орбиталық сәулелік гексодты электрондық көбейтуші күшейткіш түтігі қолданылған. Жергілікті генератор алдыңғы панельдегі баптау мүмкіндігін қамтиды. Қабылдағыштың сезімталдық деңгейін басқару оциллоскопқа қашықтан қосылған. Екі радиожиілікті және төрт 20 МГц аралық жиілікті (IF) күшейткіш сатысы оциллоскоп экранын шумен толтыруға жеткілікті күш бере алады.
Жіберу-қабылдау (TR) коммутаторы
SCR 270-нің маңызды жаңалығы – тарату-қабылдау (TR) қосқышы болды. SCR 270-мен көптеген технологияларды ортақтасқан SCR 268 іздеуші шамдарды басқару радарі, тарату және қабылдау үшін жеке антенналарды пайдаланды. Белгілі бір өлшемде максималды антенна күші үшін, екі функция үшін де бір антеннаны қолдану ыңғайлы. Бірақ бір қиындық – қабылдағышты таратушының жоғары қуатты импульстерінен қорғау қажеттігі. Бұл мәселе, "тромбон" ретінде күйделген тарату желісінің бөлігіне разрядтық тізбек (spark gap) орнату арқылы шешілді. Жоғары кернеулі қуат импульстері ұшқын тудырып, желіде қысқа тұйықтама жасады және импульс энергиясының көп бөлігі қабылдағышқа жетпеуін қамтамасыз ететін резонанстық тізбек құрды.
Оциллоскоптың BC-403 дисплейі
Оциллоскоптың (A ауқымы) дисплейі 5 дюймдік диаметрлі 5BP4 катодты сәулелі түтігін қолданды, бұл 1939 жылы таныстырылған алғашқы коммерциялық RCA теледидар жиынтығы TRK 5-те де қолданылған. Сканирлеу әдетте 621 Гц жиілікті ішкі генератордан жасалатын, ол тікелей қосылысты да басқаратын, бірақ сыртқы сигнал көзін де пайдалануға болады. Сканирлеу сигналы алдыңғы панельдегі үлкен қол дөңгелегімен басқарылатын калибрленген фазалық ауыстырғыш арқылы өтеді. Таратылған және қабылданған импульстар арасындағы кешігуді экрандағы жіңішке сызыққа тарату импульсін орналастырып, содан кейін қол дөңгелегін қабылданған импульс сол сызықтың астына келгенше реттеу арқылы дәл өлшеуге болады.
Жоғары кернеудегі туралаушы RA60-A
Екі жоғары қуатты WL 531 түзетуші түтіктер таратушыға 0,5 А токта 15 кВ-қа дейін реттелетін анод кернеуін берді. Таратушының импульстік жұмыс істеу принципіне байланысты, аздаған сүзгілеу ғана қажет болды.
RU-4A су суытқышы
РЖО 4 үш рет тазартылған суыту суын WL530 жоғары қуатты триодтар арқылы өткізіп, ал қайтарылған суды желдеткішпен салқындатты. Түтіктердің анодтарындағы жоғары кернеуден туындаған ағып кету тогын азайту үшін үш рет тазартылған су қолданылды.
Антеннаны басқару блогы BC-1011
Кейінгі үлгілерде антеннаны қайта-қайта белгілі бір сектор бойынша бағыттауға мүмкіндік беретін антенналық басқару жүйесі енгізілді. Одан кейінгі жүйелерге антеннаны минутына 5 айналым жылдамдығымен айналдыруға арналған қосымша басқару элементтері қосылды, бұл қазіргі радарлар сияқты жағдайды көрсету құрылымымен қолдануға мүмкіндік берді.
Генератор
Генератор LeRoi бензинді қозғалтқышымен қоздырылды және 15 кВА электр қуатын өндіре алатын болды.
Сақтау
Әскери қолданыстан кейін Перл-Харбор құрылғысы (s/n 012) Саскатун қаласындағы Саскачеван университетіне (Оттавадағы Ұлттық зерттеу кеңесіне екінші құрылғымен бірге) уақытша берілді. Университет оның тарихынан хабарсыз болғандықтан, 1949 жылы оны алғаш рет көк шұғыланы бейнелеу үшін пайдаланды. Бұл әдіс 1950 жылы Nature журналында жарияланды және біраз уақыт бойы белсенді зерттеу саласы болды. 1990 жылы, радар көп жылдар бойы қолданысқа келмей жатқаннан кейін, олар радардың тарихи маңызы туралы телефон арқылы хабар алды және оны АҚШ-қа сақтау үшін қайтаруды сұрады. Қазір ол Балтимор қаласының жанындағы Ұлттық электроника мұражайында сақталуда. Екінші, әлі қалпына келтірілмеген құрылғы Форт-Силлдегі АҚШ армиясының әуе қорғанысы артиллериясы мұражайының қорында бар және 2020 жылы қалпына келтіру жұмыстары жоспарлануда.