Кіріспе

Автоматты микротолқынды радар. SCR 584 (Set, Complete, Radio # 584 дегеннің қысқаша атауы) – Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде MIT сәулелену зертханасы (Radiation Laboratory) әзірлеген автоматты микротолқынды радиолокациялық радар. Бұл өз дәуірінің ең жетілген жерге орналасқан радарларының бірі болды және 1950 жылдарға дейін әлем бойынша қолданылған негізгі қару-жарақтарды бағыттау радарының біріне айналды. Трейлерге орнатылған жылдам қозғалатын нұсқасы SCR 784 болды. 1937 жылы Американың алғашқы отты басқару радары, SCR 268 радары, ұзын толқын ұзындығына байланысты жеткілікті дәлдікке ие емес екені анықталды. 1940 жылы Ұлттық қорғаныс зерттеу комитетінің төрағасы Ванневар Буш «Микротолқынды комитет» (D 1) және «Отты басқару» (D 2) бөлімдерін құрды. Бұл бөлімдер британдық әуе қорғанысына көмектесу үшін ұшаққа қарсы радар жүйесін әзірлеуге бағытталды. Сол жылдың қыркүйек айында британдық делегация, Тизард миссиясы, АҚШ және Канада зерттеушілеріне UHF жолағының жоғарғы шегінде (10 см толқын ұзындығы / 3 ГГц) жұмыс істейтін магнетрон осцилляторын жасағанын, бұл айтарлықтай жоғары дәлдікке мүмкіндік беретінін мәлімдеді. Буш MIT-де Сәулелену зертханасын (Rad Lab) ұйымдастырды. Бұл жаңа, қысқа қашықтықтағы әуе қорғанысы радарының әзірленуін де қамтыды. Rad Lab-ті басқаратын Альфред Ли Лумис сервомеханизмдермен басқарылатын толығымен автоматты бақылау жүйесін әзірлеуді жақтады. Бұл нысаналарды бақылауды жеңілдетіп, оған қажетті еңбек ресурстарын азайтты. Олар сондай-ақ жаңадан жасалған микротолқынды коммутаторды пайдаланып, бір ғана антеннаны хабар тарату және қабылдау үшін пайдалануға мүмкіндік берді, бұл механикалық құрылымды едәуір жеңілдетті. Нәтижесінде бір трейлерге сыятын, аспандағы барлық бағытта іздеуді және бір нысананы қадағалауды қамтамасыз ететін және нысаналарды автоматты түрде бақылайтын конструкция пайда болды. Rad Lab-пен тығыз байланыста Bell Telephone Laboratories электрондық аналогты пулеметті бағыттау құрылысын (gun director) әзірледі, ол радармен және сервомен басқарылатын 90 мм-лік ұшаққа қарсы зеңбіректермен бірге қолданылатын болды. Радарды 1943 жылдың соңында енгізу жоспарланған, бірақ кешігулерге байланысты SCR 584 далалық бөлімшелерге 1944 жылдың басында ғана жетті. Олар АҚШ армиясының негізгі әуеге қарсы қару-жарақтарды бағыттау жүйесі ретінде бұрынғы және күрделі SCR 268-ді мүмкіндігінше жылдам алмастыра бастады. Олар Канадалық/Британдық GL Mk. III радарын қарағанда пайдалануға оңай болды және көптеген SCR 584 Англияға жедел жеткізілді, онда олар V1 ұшқыш бомбасына қарсы қорғаныстың маңызды бөлігі болды. Соғыс аяқталған кезде олар ұшқан артиллериялық снарядтарды бақылауға, көлік құралдарын анықтауға және әуеге қарсы зеңбіректерді бағыттауға қажетті еңбек ресурстарын азайтуға пайдаланылды.

Өмірбаян

1940 жылдың қыркүйегінде британдық физиктер мен инженерлер тобы АҚШ-тағы әріптестерімен кездесу үшін «Тизард миссиясы» деген атпен белгілі сапар жасады. Кездесулердің мақсаты соғысқа көмектесетін техникалық ақпарат алмасу болды. Британдықтар көп ақпаратты тегін беруге құлшынбады, сондықтан алғашқы қадамдар баяу болды. Радар тақырыбына келгенде, британдық команда АҚШ-тың өздерінің «Тізбекті үй» (Chain Home) жүйесіне ұқсас екі жүйе – Әскери-теңіз күштерінің CXAM және Армияның SCR 270 жүйелерін әзірлеп жатқанын біліп, қатты таңқалды. Бұл екі топ арасындағы мұзды ерітті. Радармен басқарылатын қару орнатуға жасалған екі әрекет ерекше көзге түсті. Ұлыбританияда 75 МГц GL Mk. I радарын Vickers болжауышпен бірге қолданды; ал АҚШ-та 200 МГц SCR 268 радарын Sperry M 4 болжауышпен біріктірді. АҚШ және Ұлыбритания жүйелерінің екеуі де ұзын толқынды болғандықтан, байланысты қаруларын тікелей орналастыру үшін қажетті дәлдікке ие болған жоқ. АҚШ делегаттары 10 см толқын ұзындығындағы Әскери-теңіз күштерінің жұмысын атап өтті, ол салыстырмалы түрде кішкентай антенналармен қажетті ажыратымдылықты қамтамасыз ете алады, бірақ олардың клистрон түтігінің қуаты төмен және практикалық емес еді. Бұл британдық команда күткен сәт еді. Эдвард Джордж Боуэн қораптан ең алғашқы қуыс магнитронның бірін алып шығып, басқа зерттеушілерге көрсетті. Ол оның да 10 см толқын ұзындығында жұмыс істейтінін, бірақ Әскери-теңіз күштерінің клистрондарынан және тіпті АҚШ-тың қазіргі ұзақ толқынды радарларынан да жоғары қуатты ұсынатынын түсіндірді. Кейінірек бір американдық тарихшы оны «біздің жағалауымызға жеткізілген ең құнды жүк» деп сипаттады. Бұл құрылғының мүмкіндігі айқын болды, және АҚШ тобы, бейресми түрде «Микротолқынды комитет» деп аталды, бірден күш-жігерін магнитронға жұмсады. Олар бірнеше апта ішінде АҚШ зертханаларында өз үлгілерін жасады. Сонымен қатар, сол кездесуде ұсынылған басқа технологияларды дамытуға кірісті, оның ішінде әуедегі ұшып өтетін радарды және LORAN болып белгіленген радио навигациялық жүйені. Комитет кеңейтіліп, 1940 жылы «Радиациялық зертхана» (RadLab) деп аталды.

Даму

1941 жылдың қаңтарында Сигнал корпусы SCR 268-ді алмастыру жөніндегі ресми ұсыныс жасады, сол кезде RadLab осы жетілдірілген қару бағыттау радарының әзірленуі үшін 2-жоба деп аталған жобаны құрды. MIT автоматты іздеу, қадағалау және қаруды тікелей бағыттау мүмкіндігі бар жетілдірілген жүйені ұсынды. MIT-тің Сервомеханизмдер зертханасындағы жұмысының нәтижесінде бұл сала бойынша ерекше білім алған. Сонымен қатар, британдық және канадалық топтар 1942 жылға қарай GL Mk.III жүйесін енгізуді үміттене отырып, қарапайым жүйенің нұсқалары бойынша жұмыс істей бастады – бұл бұрынғы VHF радарларының микротолқынды нұсқасы болды. Радиациялық зертхана осы даму кезеңінде канадалық командамен тығыз байланыста болды. Ли Дэвенпорт басшылығындағы RadLab тобы 1941 жылдың сәуірінде прототиптік радар жүйесін іске қосты. Автоматты нысана алу жүйесін сынау үшін олар радардан түсетін сигналдарды Boeing B-29 бомбалаушысынан алынған қару мұнарасына қосты, қаруларды алып тастап, олардың орнына камера орнатты. Содан кейін дос адам аймақ бойынша жеңіл ұшақпен ұшып өтті, ал камера уақыт-уақытпен суретке түсірді. 31 мамыр күні жүйе ұшақты дәл қадағалай алды. Содан кейін жүйені далалық қолдануға бейімдеу жұмыстары басталды, бүкіл жүйе 6 футтық антеннасымен бір тіркемеге орнатылды. XT 1 деп аталған жүйе алғаш рет 1942 жылдың ақпанында Монро фортында сынақтан өтті. Сонымен қатар, мәліметтерді көрсету үшін механикалық емес, электрлік сигналдарды пайдалана алатын қару бағыттауға арналған компьютерді жасау жұмысы басталды. Bell Labs осы мақсатта M9 Gun Director деп аталатын аналогтық компьютерді ұсынды. M9 төрт шығыс жиынтығына ие болды, бұл бір M9 армияның стандартты 90 мм M1 қаруларының төртеуін басқаруға мүмкіндік берді. Бүкіл жүйе, M9 қоса, 1942 жылдың 1 сәуірінде толыққанды көрсетілді. Келесі күні 1200-ден астам жүйеге келісімшарт түсті. Bell сонымен қатар резервтік жоба ретінде өзінің микротолқынды радарында жұмыс істеді. SCR 584 өз заманы үшін өте жетілдірілген болды. Жоғары дәлдікке қол жеткізу және бір антеннамен азимут пен биіктікті өлшеу үшін ол конустық сканерлеу жүйесін пайдаланды, онда сәуле ең жоғары сигнал нүктесін табу үшін антенна осінің айнала айналады, осылайша антеннаның нысанаға тікелей бағытталуы үшін қай бағытта қозғалу керектігін көрсетеді. Бұл идеяны Ұлттық қорғаныс зерттеу комитетінің D1 бөлімінің директоры Альфред Лумис ұсынды. 1940 жылдың қазан айында ол «толық автоматты қадағалау» радар жобасына қабылданды. Конустық сканерлеу 1941 жылы Әскери-теңіз күштерінің 10 см атыс бақылау радар жүйесі үшін де қабылданды және ол 1941 жылы неміс Würzburg радарында қолданылды. SCR 584 жүйені одан әрі дамытып, автоматты қадағалау режимін қосты. Нысана анықталғаннан және қашықтықта болғаннан кейін, жүйе радарды нысанаға автоматты түрде бағыттайды, антенна табанына орнатылған моторлардың көмегімен. Нысананы анықтау үшін, қадағалаудан өзгеше, жүйе ұшақтарды іздеуге мүмкіндік беретін спиральді сканерлеу режимі де болды. Бұл режимде оңай түсіндіру үшін арнайы PPI дисплейі болды. Бұл режимде қолданылған кезде антенна 4 айналымда механикалық түрде айналдырылатын, ал тік сканерлеу үшін жоғары және төмен қарай қозғалатын. Жүйені 2700 мен 2800 МГц аралығындағы төрт жиілікте (10–11 см толқын ұзындығы) пайдалануға болады, ол 0,8 микросекунд ұзақтықта 300 кВт импульстерді секундына 1707 импульс қайталану жиілігімен (PRF) жібереді. Ол бомбалаушы ұшақ сияқты нысаналарды шамамен 65 км қашықтықта анықтап, оларды 29 км қашықтықта автоматты түрде қадағалай алатын. Бұл қашықтықтағы дәлдік 25 ярдқа дейін және антенна бағытының бұрышы 0,06 градусқа (1 миллирадиан) дейін болды («SCR 584 техникалық сипаттамаларына» қараңыз). Электрлік сәуле ені 4 градус болғандықтан (3 дБ немесе жарты қуат нүктелеріне дейін), нысана цилиндрдің бір бөлігіне шашырайды, сондықтан алыс нысаналар үшін қашықтықтағы нысаналарға қарағанда кеңірек болады (яғни, механикалық бағыттаудың дәлдігі 0,06 градусқа қарағанда 4 градусқа жуық). Қашықтық туралы ақпарат екі «J» осциллографында көрсетілетін, әдеттегі А сызықты дисплейге ұқсас, бірақ қайту кешіктіріміне сәйкес радиалды үлгіде орналастырылған. Бір осциллограф қашықтықтың жуақ мәнін, екіншісі – дәл мәнін анықтау үшін қолданылды.

Операциялық пайдалану

Бірінші операциялық бөлім 1943 жылдың мамыр айында жеткізілсе де, түрлі бюрократиялық мәселелер оның майданға жеткізілуін кешіктірді. SCR 584 алғаш рет 1944 жылдың ақпан айында Анциода қолданылды, онда ол Люфтваффедің концентрирленген әуе шабуылдарын тойтаруда маңызды рөл атқарды. SCR 584 ұшақтарды бағыттауға, жау техникасын табуға (бір радар 26 шақырым қашықтықта неміс машиналарының сигналын анықтады), және артиллериялық снарядтардың траекториясын қадағалауға, 90 миллиметрлік зеңбіректердің баллистикалық кестелерін түзетуге, сондай-ақ неміс батареяларының орналасқан жерін анықтап, қарсы батареялық атыс жүргізуге қолданылды. D-күннен кейін SCR 584 жылдам өзгеріп отыратын майдан шебінде ұшақтарды нысанаға жоғары дәлдікпен бағыттау үшін пайдаланылды. Мысалы, 9-шы әуе армиясының 404-ші истребитель-бомбардировщик тобының 508-ші эскадрильясының Бақылау желісі жүйелері тобы SCR 584-ті пайдаланды. 1944 жылдың 14 шілдесінен 27 қазанына дейін олар 555-ші Сигналдық әуе шабуылы ескерту батальонының 1-ші ротасының А бөліміне қарасты болды және майданның алғы шебіндегі қиын жағдайларда қызмет етті. SCR 584 өте табысты болды, сондықтан ол АҚШ Әскери-теңіз күштерінде де пайдалануға бейімделді. Әскери-теңіз күштерінің нұсқасының прототипі CXBL 1943 жылдың наурыз айында USS Lexington әуе кемесіне орнатылды, ал General Electric компаниясы жасаған SM сериялық үлгісі 1943 жылдың қазан айында USS Bunker Hill және USS Enterprise әуе кемелерінде қолданысқа енгізілді. Сондай-ақ, жүйенің SCR 784 деп аталатын жеңілдетілген нұсқасы да жасалды. Басты айырмашылық – жаңа үлгінің салмағы 12 000 фунт болса, ал бастапқы үлгінің салмағы 20 000 фунтқа жетеді. Дейвенпорт бірнеше радар жиынтығын су өткізбейтін етіп жасады, осылайша оларды Нормандияға шабуыл жасау үшін шыққан одақтас армадасында тасымалдауға болады. Автоматты зеңбірекке бағыттау (басқалармен қатар, SCR 584 радарының көмегімен) және жанама фитильдер «Дивер» операциясында (V-1 ұшатын бомбаларына қарсы британдық операция) маңызды рөл атқарды. Бұл екеуі де АА бас қолбасшылығынан сұратылып, 1944 жылдың маусымынан бастап Англияның оңтүстік-шығыс жағалауындағы өздерінің атыс позицияларына жеткен кезде жеткізілді. Жағалауға кірген барлық ұшатын бомбалардың 17 пайызы жағалаудағы алғашқы аптада зеңбіректермен жойылды. 23 тамызда бұл көрсеткіш 60 пайызға, ал айдың соңғы аптасында 74 пайызға өсті, тіпті бір күні 82 пайызы атып түсірілді. Бұл көрсеткіш 2500 снарядқа бір V-1 есебінен 100 снарядқа бір V-1 есебіне дейін артты. Соғыстан кейін радар AN/MPQ 12 және AN/MPM 38 жүйелерінде, сондай-ақ АҚШ армиясының далалық артиллериялық зымыран жүйесінде (MGM 5 Corporal) пайдалануға бейімделді. Сондай-ақ, өзгертілген нұсқасы CORONA тыңдау спутнигін басқару және оның сигналын қабылдау үшін (көлік транспондері арқылы) қолданылды. 1953 жылы SCR 584 Mod II Redstone зымырасын қадағалау үшін пайдаланылды, оның қашықтығы бортындағы трансиверді пайдалану арқылы 740 км-ге дейін ұзартылды. Вакуумдық лампаларды және аналогты компьютерді пайдаланғанына қарамастан, SCR 584-тің кейбір үлгілері бүгінге дейін жұмыс істеп тұр. 1995 жылы алғашқы Допплер дөңгелегі (DOW) радары жылжымалы ауа райы радарларында пайдалану үшін SCR 584 MP 61 тұғырын бейімдеді. Осы тұғырды пайдаланып, DOW торнадо желдерінің алғашқы карталарын жасады, дауылдың шекаралық қабатындағы орамды анықтады және көптеген басқа бақылау зерттеулерін жүргізді. Алдымен 6 футтік, содан кейін 8 футтік антенна орнатылды. Кейін бастапқы қозғалтқыштар жоғары жел кезінде жылдам сканерлеу үшін қуаттырақ щеткасыз үлгілермен ауыстырылды. Қазір үш DOW Ұлттық Ғылым қорының орталықтары ретінде Ауыр ауа райын зерттеу орталығымен жұмыс істейді. Олардың бірі Норман қаласындағы (Оклахома штаты) Ұлттық қатты дауылдар зертханасында орналасқан, онда 584 тұғыры жаңа Ұлттық мобильді атмосфералық зерттеу және оқыту радарының (SMART R) платформасы болып табылады.

Кеңес туындылары

Америкалық инженер және сотталған тыңшы Мортон Собел SCR 584 жоспарларын ұрлап, оларды Кеңес Одағына берді. Әскери сарапшылардың пікірінше, бұл технология Корея және Вьетнам соғыстарында АҚШ-қа қарсы қолданылды. Кеңес Одағының SON 9 (Отты шар), SON 30 (Отты дөңгелек) және SON 50 (Қанатты дөңгелек) радарлары осы радардың туындылары еді.

K-83 доли

General Electric компаниясы SCR 584 үшін K 83 деп аталатын тіркеуші арба жасады. K 83 жартылай тіркемеге қосылатын (бесінші дөңгелек) дөңгелектері мен сырғасы бар, осы арқылы кіші көліктер SCR 584-ті жылжытуға мүмкіндік алатын құрылғы еді.