Введение

Ранний радар армии США, обнаруживший атаку на Перл-Харбор. SCR-270 был одним из первых оперативных радаров системы раннего оповещения. Он являлся основным радаром большой дальности армии США на протяжении всей Второй мировой войны и был развернут по всему миру. Он также известен как "радар Перл-Харбора", поскольку именно установка SCR-270 обнаружила приближающийся рейд примерно за 45 минут до начала атаки на Перл-Харбор 7 декабря 1941 года. Было выпущено две версии: мобильный SCR-270 и стационарный SCR-271, который использовал ту же электронику, но антенну с несколько более высоким разрешением. Также была произведена модернизированная версия SCR-289, но она практически не использовалась. В конечном итоге версии 270 были заменены новыми микроволновыми установками, основанными на магнетроне, который был представлен в США во время миссии "Тизард". Единственной системой раннего оповещения подобного типа, принявшей участие во Второй мировой войне, была AN/CPS-1, ставшая доступной в середине 1944 года, к Дню "Д".

Строительство радара

Сигнальный корпус экспериментировал с некоторыми концепциями радаров еще в конце 1920-х годов под руководством полковника Уильяма Р. Блэра, директора лабораторий Сигнального корпуса в Форт-Монмуте, штат Нью-Джерси. Хотя армия в основном сосредоточилась на системах инфракрасного обнаружения (популярная идея того времени), в 1935 году работа вновь переключилась на радары, когда один из новых сотрудников Блэра, Роджер Б. Колтон, убедил его направить другого инженера для изучения проекта радара CXAM военно-морского флота США. Уильям Д. Хершбергер отправился узнать, что у них есть, и вернулся с положительным отчетом. Получив поддержку Джеймса Б. Эллисона, главного офицера связи, они смогли привлечь небольшое финансирование и перенаправить часть средств с других проектов. Была организована исследовательская группа под руководством инженера-гражданского Пола Э. Уотсона. К декабрю 1936 года группа Уотсона создала рабочий прототип, который они продолжали совершенствовать. К маю 1937 года они смогли продемонстрировать установку, обнаружив бомбардировщик ночью. Эта демонстрация оказалась особенно убедительной случайно: бомбардировщику Martin B 10 первоначально было приказано лететь в известную точку для обнаружения радаром, но его не смогли обнаружить в назначенное время. Операторы радара начали поиск и обнаружили самолет примерно в десяти милях (16 км) от предполагаемого места. Позже выяснилось, что ветер снес бомбардировщик с курса, поэтому то, что должно было быть простой демонстрацией, превратилось в пример реального определения местоположения и сопровождения целей с помощью радара. Разработка этой системы продолжалась как SCR 268, которая в конечном итоге превратилась в отличную систему наведения артиллерии малого и среднего радиуса действия. В апреле 1937 года лейтенант-полковник Дэвис, офицер из истребительной эскадрильи армейского авиационного корпуса в зоне Панамского канала (CZ), направил главному офицеру связи армии США (CSig.) запрос на "средства радиообнаружения самолетов", минуя обычные каналы командования. SCR 268 не совсем соответствовал этой потребности, и после демонстрации в мае они снова получили запрос на устройство большой дальности, на этот раз от "Хапа" Арнольда, который написал им 3 июня 1937 года. Вскоре после этого Сигнальный корпус забеспокоился, что за их работой над радарами наблюдают немецкие шпионы, и перенес разработку в Санди-Хук, в Форт-Хенкок – береговой артиллерийский оборонительный пункт для Нижнего залива Нью-Йорка. После переезда немедленно началась работа над запросом авиационного корпуса на то, что в 1940 году стало известно как "Радио-набор SCR 270". Части SCR 268 были перенаправлены на этот новый проект, что задержало завершение работ над SCR 268.

Развертывание и непонимание

Непортативная версия, SCR 271 A, s/n 1 была доставлена в Зону Канала и начала работу в октябре 1940 года в Форте Шерман на атлантическом конце Панамского канала. В ходе первоначального испытания она обнаружила авиалайнеры на расстоянии 188 километров. Второй комплекс был развернут на острове Табога, принадлежащем Форту Грант, на тихоокеанском конце канала к декабрю 1940 года, обеспечив радиолокационное покрытие жизненно важного, но уязвимого Панамского канала. Компания Westinghouse быстро нарастила производство и выпустила 100 аппаратов к концу 1941 года. Операторы, направленные в Панамский канал, на Филиппины, на Гавайи и в другие стратегические районы, были собраны на курсах противовоздушной обороны на аэродроме Митчелл-Филд в Нью-Йорке в апреле 1941 года. Эти курсы стали итогом усилий, начатых в 1940 году, когда военное ведомство создало Командование противовоздушной обороны под руководством бригадного генерала Джеймса Э. Чейни. Чейни получил от Хапа Арнольда задание собрать всю информацию о британской системе ПВО и как можно быстрее передать эти знания американским военным. Маршал авиации Даудинг, один из разработчиков системы управления перехватом истребителей (GCI), использовавшейся во время Битвы за Британию, присутствовал на курсах и обсудил с американскими генералами конструкцию и срочность создания гавайской системы, особо подчеркнув необходимость всестороннего радиолокационного покрытия вдоль побережья. Несмотря на высокий уровень внимания и отличное качество обучения использованию SCR 270, а также его интеграции и координации с истребителями-перехватчиками, армия не обеспечила поддержку младших офицеров, прошедших это обучение. Противовоздушная оборона требовала прямого управления силами и средствами, рассредоточенными по различным подразделениям; зенитные орудия, радары и истребители-перехватчики не находились в едином подчинении. Это была одна из основных проблем, выявленных Робертом Уотсоном Уаттом еще до войны, когда демонстрация ранней радиолокационной системы закончилась комичным провалом, хотя сама система работала безупречно. Даудинг прекрасно осознавал важность единого командования, но эти знания не привели к изменениям в структуре армии США.

Радары SCR-270 на Гавайях перед атакой на Перл-Харбор

Майор армии Кеннет Бергквист вернулся на Гавайи после обучения в школе Митчелл Филд с намерением создать единую систему, но по прибытии обнаружил, что местное армейское руководство не проявляло к ней интереса, и его перевели обратно в истребительную часть. Бергквиста вернули из истребительного подразделения и поручили собирать поступающее оборудование только после того, как начали прибывать непонятные приборы. Командующий обороной Гавайев, генерал Уолтер Шорт, лишь поверхностно понимал новое оружие и тактику, которые армейские технологи (под руководством Хапа Арнольда) настойчиво пытались внедрить. В большинстве случаев не было ни желания помогать, ни даже сотрудничать в создании системы противовоздушной обороны. По собственной инициативе Бергквист и несколько других целеустремленных младших офицеров, без официального разрешения и используя любые возможности, построили импровизированный командный пункт. Первые радиолокаторы SR 270 заработали в июле 1941 года, и к ноябрю Бергквист собрал небольшую команду, которой удалось развернуть кольцо из четырех SCR 270B вокруг Оаху, с одним резервным блоком. Радары были размещены на центральном северном побережье (Халива), на мысе Опана (северная оконечность), на северо-западе – на вершине горы Каала, и один – в юго-восточном углу, на Коко-Хед. Однако изначально не была налажена ни реальная система связи, ни четкая цепочка донесений. В какой-то момент операторам одного из радаров было приказано сообщать о результатах по телефону из ближайшей автозаправки. Хотя связь в конечном итоге была улучшена, цепочка командования – нет. И по прямому приказу генерала Шорта, радиолокационные станции должны были работать всего четыре часа в день и отключаться к 7 утра. В отличие от них, единственный действующий радар на Филиппинах был переведен на круглосуточное дежурство в три смены в ответ на предупреждение о войне, разосланное всем зарубежным командованиям в конце ноября.

Использование утром атаки на Перл-Харбор

SCR 270 серийный номер 012 был установлен в Опана Пойнт, Гавайи, утром 7 декабря 1941 года, обслуживаемый двумя рядовыми, Джорджем Эллиотом и Джозефом Локардом. Хотя установка должна была быть выключена в 7 утра, солдаты решили получить дополнительное время для тренировки, поскольку грузовик, который должен был отвезти их на завтрак, задерживался. В 7:02 они обнаружили приближающиеся к Оаху самолеты на расстоянии 130 миль (209 км), и Локард позвонил в информационный центр в Форт-Шафтер и доложил: "Большое количество самолетов приближается с севера, три градуса к востоку". Оператор, принявший его сообщение, передал информацию, подчеркнув, что он никогда не видел ничего подобного, и это был "огромный эскадрилья". Доклад был передан неопытному и недостаточно обученному офицеру Кермиту Тайлеру, который прибыл всего неделю назад. Он предположил, что они обнаружили прибывающий утром из США рейс B-17. В группе было всего шесть B-17, поэтому это не могло объяснить большой размер радиолокационного сигнала. Офицер плохо разбирался в технологии, операторы радаров не знали о рейсе B-17 и его размере, а самолеты B-17 не имели системы IFF (идентификация "свой-чужой"), ни какой-либо альтернативной процедуры для идентификации дальних дружественных целей, как это было разработано британцами во время Битвы за Британию. Японские самолеты, которые они обнаружили, атаковали Перл-Харбор через 55 минут, что привело к официальному вступлению Соединенных Штатов во Вторую мировую войну. Информация о северном пеленге приближающегося рейса не была передана вовремя, чтобы быть полезной. Вместо этого американский флот безуспешно искал к юго-западу от Гавайев, полагая, что атака была предпринята с этого направления. В ретроспективе это могло оказаться счастливой случайностью, поскольку они могли бы разделить судьбу кораблей в Перл-Харборе, если бы попытались вступить в бой с превосходящим японским авианосным флотом, что могло привести к огромным потерям.

Последствия

Радары на Оаху перешли на круглосуточную работу сразу после атаки.

В середине пути

На острове Мидуэй в июне 1942 года антенна SCR-270 и блок управления ею располагались на западном конце острова Сэнд. Во время битвы за Мидуэй этот радар использовался для оповещения острова о приближающихся японских авиационных атаках и для успешного управления перехватом истребителей, но радар острова не сыграл существенной роли в основной фазе битвы, последовавшей за этим.

Ньюфаундленд

Серия из пяти радарных станций раннего предупреждения, оснащенных радарами SCR-271, была построена армией США в Доминионе Ньюфаундленд в 1942 году для защиты NS Argentia, McAndrew AFB, Ernest Harmon AFB и RCAF Torbay. Станции, расположенные в Кейп-Спир (Prime), Эллистон-Ридж (Duo), Сент-Брайдс (Trio), на острове Фого (Quad) и на острове Аллан (Cinco), обслуживались 685-й эскадрильей воздушного предупреждения, находившейся под оперативным управлением командования базы Ньюфаундленд на авиабазе Пепперрелл.

Передатчик BC-785

Передатчик использовал два триода WL530 с водяным охлаждением, сконфигурированные как мощный push-pull резонансный линейный генератор. Сетки триодов WL530 были подключены к выходу ключевого устройства, которое обеспечивало высокое отрицательное смещение, прерываемое импульсами частотой 621 Гц, что приводило сетки WL530 к состоянию проводимости и позволяло генерировать импульс радиочастоты. Линия передачи к антенне была подключена к отводам на резонансных линиях накала.

Кэйер БК-738

Как описано выше, ключевой модулятор создавал напряжение смещения на сетке для электронных ламп передатчика, поддерживая их в состоянии отсечки, за исключением кратковременных положительных импульсов, которые ключевой модулятор генерировал 621 раз в секунду. Частота 621 Гц формировалась либо внутренним генератором, либо внешним источником, обычно осциллографом. Ключевые выходные каскады состояли из двух последовательно соединенных силовых триодов 450TH, при этом финальный каскад был выполнен в виде катодного повторителя.

Приемник BC-404

Приемник выполнен по супергетеродинной схеме, с мощным двойным тетродом 832 в качестве первого радиочастотного усилителя и электронной умножающей лампой RCA 1630 с орбитальным пучком, шестиэлектродной, в качестве второй ступени радиочастотного усиления. Локальный генератор включал в себя регулировку настройки на передней панели. Управление чувствительностью приемника было вынесено на осциллограф. Две радиочастотные и четыре промежуточные частотные ступени усиления с частотой 20 МГц могли обеспечить достаточное усиление для заполнения экрана осциллографа шумом.

Перемычка передачи-приемки (TR)

Ключевым новшеством в SCR 270 стал переключатель передача-приём (TR). Радар управления прожектором SCR 268, который использовал многие технологии, общие с SCR 270, применял отдельные антенны для передачи и приёма. Для достижения максимального усиления антенны при заданных размерах желательно использовать одну и ту же антенну для обеих функций. Одной из проблем является необходимость защиты приёмника от мощных импульсов, генерируемых передатчиком. Это было решено путём установки искрового промежутка поперек "тромбонового" настроенного участка линии передачи. Высоковольтные импульсы создавали искру, закорачивая линию и формируя резонансный шлейф, который предотвращал попадание большей части энергии импульса в приёмник.

Дисплей осциллоскопа BC-403

На дисплее осциллоскопа (A scope) использовалась пятидюймовая катодная трубка 5BP4, того же типа, что и в первом коммерческом телевизоре RCA, TRK 5, представленном в 1939 году. Развёртка обычно генерировалась внутренним генератором частотой 621 Гц, который также управлял модулятором, но можно было использовать и внешний источник. Сигнал развёртки проходил через откалиброванный фазовращатель, управляемый большим ручным колесом на передней панели. Задержку между переданным и принятым импульсами можно было точно измерить, поместив переданный импульс под разметку на экране, а затем регулируя ручное колесо до совмещения принятого импульса с этой разметкой.

Высоковольтное выпрямитель RA60-A

Две мощные выпрямительные лампы WL 531 обеспечивали регулируемое напряжение на аноде до 15 кВ при токе 0,5 А для передатчика. Благодаря импульсному характеру работы передатчика, требовалась лишь небольшая фильтрация.

Водяной охладитель RU-4A

Устройство RU 4 прокачивало тройной дистиллят через мощные триоды WL530 для охлаждения и охлаждало возвращаемую воду с помощью обдува. Использование тройного дистиллята позволяло минимизировать токи утечки от высокого напряжения на анодах ламп.

Блок управления антенной BC-1011

В более поздних моделях была внедрена система управления отклонением антенны, способная последовательно просматривать сектор. В еще более поздних системах добавлено управление для вращения антенны со скоростью 5 оборотов в минуту, предназначенное для работы с индикатором положения на плане, подобно современным радарам.

Генератор

Генератор приводился в действие бензиновым двигателем LeRoi и мог вырабатывать 15 кВА электрической мощности.

Сохранение

После использования военными, радар установки "Перл-Харбор" (s/n 012) был передан в аренду Университету Саскачевана в Саскатуне (а также второй радар – Национальному исследовательскому совету в Оттаве), который, не подозревая о его истории, впервые использовал его для получения изображений полярного сияния в 1949 году. Результаты были опубликованы в 1950 году в журнале Nature и в течение некоторого времени являлись областью активных исследований. В 1990 году, после многих лет простоя, университету позвонили и сообщили об исторической ценности радара, попросив вернуть его в США для сохранения. В настоящее время он находится в Национальном музее электроники недалеко от Балтимора. Второй, не отреставрированный радар находится в коллекции Музея артиллерии противовоздушной обороны армии США в Форт-Силле и его реставрация планируется в 2020 году.