SCR-584 레이더

SCR-584 radar
SCR-584
Exterior view of SCR-584.jpg
외부 보기. M-9 이사와 발전기는 별개였지만 모든 운용 장비는 내부에 수용되어 있었다. 안테나는 이동하기 위해 밴 안으로 후진한다.
원산지미국
디자이너MIT 방사선 연구소
빈도3천 MHz 전후의 4대
PRF초당 1707 펄스
펄스 폭0.8마이크로초
범위70,000yd (40 mi; 64 km)
지름6피트(1.8m)
방위각360도
표고-15.8 mils(-9.8도) ~ +1,580 mils(+88.9도)
정밀도범위 오류: 25야드, 방위 오류: 1백만(0.06도), 고도 정확도: 1백만(0.06도)
힘250kW
관련미국 전쟁부 기술 매뉴얼 TM11-1324 및 TM11-1524의 데이터(미국 정부 인쇄소 1946년 4월 발행)

SCR-584(Set, Complete, Radio #584)는 제2차 세계대전 당시 MIT 방사선연구소가 개발한 자동 추적 마이크로파 레이더였다. 그것은 그 시대의 가장 진보된 지상 레이더 중 하나였으며, 1950년대까지 세계적으로 잘 사용되는 1차 포대 레이더 중 하나가 되었다. 트레일러에 장착된 모바일 버전은 SCR-784이었다.

1937년 미국 최초의 사격통제 레이더인 SCR-268 레이더는 긴 파장 때문에 부분적으로 불충분하게 정확하다는 것이 입증되었다. 1940년, 국방연구위원회 위원장을 맡고 있는 바네바 부시는 영국의 방공 활동을 지원하기 위해 보다 발전된 레이더 대공 시스템을 개발하기 위해 '미크로웨이브 위원회'(섹션 D-1)와 '파이어 컨트롤' 부서(D-2)를 창설했다. 그해 9월 영국 대표단 티저드 미션(Tizard Mission)은 미국과 캐나다 연구진에게 UHF 대역의 상단 끝단(10cm 파장/3GHz)에서 작동하는 자석론 발진기를 개발했다고 밝혀 정확도를 크게 높였다. 부시는 그것을 이용한 응용 프로그램을 개발하기 위해 MIT에 방사선 연구소를 조직했다. 여기에는 새로운 단거리 방공레이더가 포함됐다.

Rad Lab을 운영하는 Alfred Lee Loomis는 비보메차니즘에 의해 통제되는 완전히 자동 추적 시스템의 개발을 주장했다.[1] 이로써 대상 추적 업무가 대폭 완화되고, 이에 필요한 인력이 줄어들었다. 그들은 또한 방송과 수신을 위해 하나의 안테나를 사용할 수 있게 하는 새로 개발된 마이크로파 스위치를 이용할 수 있어 기계적인 레이아웃을 크게 간소화할 수 있었다. 결과적인 디자인은 하나의 트레일러에 들어맞고, 전천후 검색과 단일 표적 추적을 제공할 수 있으며, 목표물을 자동으로 따라갔다. Rad Lab과 밀접하게 접촉한 벨 전화 연구소는 레이더와 서보 작동 90mm 대공포와 연계하여 사용할 전자 아날로그 총기-디렉터를 개발하고 있었다.

이 레이더는 1943년 말에 도입될 예정이었으나, 지연은 SCR-584가 1944년 초까지 야전부대에 도달하지 못했다는 것을 의미했다. 그들은 미 육군의 1차 대공포 배치 시스템으로 더 빠르고 복잡한 SCR-268을 최대한 빨리 대체하기 시작했다. 그들은 덜 발달된 캐나다/영국 GL Mk. III 레이더보다 현장에서 사용하는 것이 더 쉽다는 것을 증명했고, 많은 SCR-584는 V1 비행 폭탄에 대항하기 위해 개발된 방어력의 중요한 부분인 영국으로 급히 보내졌다. 전쟁이 끝날 무렵 그들은 비행 중 포탄을 추적하고, 차량을 탐지하고, 대공포를 유도하는 데 필요한 인력을 줄이는 데 이용되었다.

배경

1940년 9월, 영국의 물리학자들과 엔지니어들이 미국에 있는 그들의 동료들을 방문했는데, 이것은 Tizard Mission으로 알려지게 되었다. 그 회의의 목적은 전쟁 노력에 유용한 기술 정보를 교환하는 것이었다. 영국인들은 그 대가로 아무것도 얻지 못한 채 너무 많은 정보를 주는 것을 주저했고, 초기 진전은 더뎠다. 레이더 주제로 넘어가자 영국 팀은 미국이 기존 체인홈, 해군 CXAM, 육군 SCR-270과 유사한 2개 시스템을 개발하고 있다는 사실을 알고 깜짝 놀랐다. 이로 인해 두 집단 사이의 얼음이 깨지기 시작했다.

레이더 조종식 총기 난사 시도가 두 차례 눈에 띄었다. 영국에서는 75 MHz GL Mk. I 레이더가 비커즈 예측기와 연계되어 사용되었고, 미국에서는 200 MHz SCR-268이 Sperry M-4 예측기와 결합되었다.[2] 미국과 영국의 어느 시스템도 긴 파장 때문에 직접 관련 총을 배치하는 데 필요한 정확성을 가지고 있지 않았다. 이어 미국 대표단은 10cm 파장 레이더에 대한 해군의 작업을 언급했는데, 이 레이더는 상대적으로 작은 안테나로 필요한 해상도를 제공할 수 있었지만, 클라이스트론 튜브는 출력이 낮아 실용적이지 못했다.

영국 팀이 기다리던 순간이었다. Edward George Bowen은 상자에서 가장 초기 충치 자석 중 하나를 만들어 다른 연구원들에게 보여주었다. 그는 또한 10cm 파장에서 작동했지만 해군 클라이스트론뿐만 아니라 미국의 기존 장파 레이더까지 더 높은 전력을 제공했다고 설명했다. 한 미국 역사학자는 나중에 그것을 "우리 해안에 가져온 가장 값진 화물"이라고 묘사했다.[3]

이 장치의 잠재력은 명백했고 비공식적으로 마이크로파 위원회라고 알려진 미국 그룹은 즉시 자기장으로 노력을 전환했다. 그들은 몇 주 안에 미국 연구소에 그들만의 사례를 구축했다. 그들은 또한 그 회의에서 제시된 다른 기술들을 개발하기 시작했는데, 여기에는 공중 요격 레이더와 로란이 된 무선 항법 시스템이 포함된다. 위원회의 확장은 1940년에 방사선 연구소(RadLab)로 이름이 바뀌었다.

개발

SCR-268 교체에 대한 공식적인 제안은 1941년 1월 시그널 군단에 의해 이루어졌는데, 이때 래드랩은 이 첨단 총기 배치 레이더를 개발하기 위해 이미 프로젝트 2로 알고 있는 것을 구성했다. MIT는 자동 검색, 추적, 그리고 총들을 직접 조준할 수 있는 능력을 갖춘 고급 시스템을 제안했다. 이것은 MIT가 서보매니즘 연구소에서 일하기 때문에 특히 식견이 있는 분야였다. 동시에, 영국과 캐나다 팀은 1942년까지 배치하기를 희망했던 보다 간단한 시스템 버전인 GL Mk. III를 개발하기 시작했다. GL Mk. III는 이전의 로브 교환식 VHF 레이더 세트를 마이크로파 버전이었다.[4] 방사선 연구소는 이러한 개발 과정 동안 캐나다 팀과 긴밀한 연락을 유지했다.

리 데이븐포트가 감독하는 래드랩 팀은 1941년 4월 시제품 레이더 시스템을 가동했다.[5] 자동 조준 시스템을 시험하기 위해 레이더에서 나온 출력물을 보잉 B-29 폭격기에서 빼낸 포탑에 부착해 총기를 제거하고 카메라로 교체했다. 그 후 한 친구가 카메라가 주기적으로 사진을 찍는 동안 그 지역을 경비행기로 돌아다녔고, 5월 31일 그 시스템은 그 항공기를 정확하게 추적할 수 있었다. 그런 다음 6피트 안테나가 위에 있는 단일 트레일러에 전체 시스템을 장착하여 현장 사용에 적합한 시스템을 만드는 작업을 시작했다. XT-1로 알려진 이 시스템은 eXperimental Track-1의 경우 1942년 2월 포트 먼로에서 처음 테스트되었다.

제2차 세계 대전 중 펠레리우에 SCR-584의 현장 배치. 접시의 높은 고도 각도와 가시적 활동 부족을 결합한 것으로 보아 레이더가 나선형 스캔 모드에 있음을 알 수 있다.

또한 데이터를 가리키는 데 기계적인 입력이 아닌 전기적 입력을 사용할 수 있는 적절한 총기 레이어링 컴퓨터에서도 작업이 시작되었다. Bell Labs는 이 역할의 M9 디렉터로 알려진 아날로그 컴퓨터를 제공했다. M9는 4세트의 출력이 있어 M9 한 척이 육군 표준 90mm M1 포 중 4발을 제어할 수 있었다. M9를 포함한 전체 시스템은 1942년 4월 1일 완전한 형태로 시연되었다. 다음날 1,200대 이상의 시스템에 대한 계약이 도착했다. 벨은 또한 백업 프로젝트로 그들 자신의 마이크로파 레이더에 대한 작업을 했다.

SCR-584는 그 시대에 비해 매우 진보했다. 높은 정확도를 달성하고 하나의 안테나로 방위각과 표고를 모두 측정하기 위해 안테나 축을 중심으로 빔을 회전시켜 최대 신호점을 찾는 원뿔형 스캐닝 시스템을 사용해 목표물을 직접 가리키기 위해 안테나가 어느 방향으로 움직여야 하는지 표시했다. 이 아이디어는 국방연구위원회 D-1과장인 알프레드 루미스가 제안했다. 1940년 10월, "무궤도 자동 추적" 레이더 프로젝트에 채택되었다. 해군의 10cm 화력제어 레이더 시스템에도 원뿔형 스캐닝이 1941년 채택됐고,[6] 1941년 독일 뷔르츠부르크 레이더에도 사용되었다. SCR-584는 이 시스템을 훨씬 더 발전시켰고, 자동 추적 모드를 추가했다.[7] 일단 표적이 탐지되어 범위 내에 있게 되면, 시스템은 레이더가 안테나 베이스에 장착된 모터에 의해 구동되는 목표물을 자동으로 가리키도록 할 것이다. 추적이 아닌 탐지를 위해 이 시스템은 항공기를 검색할 수 있는 나선형 스캐닝 모드도 포함했다. 이 모드는 해석하기 쉬운 전용 PPI 디스플레이를 탑재했다. 이 모드에서 사용했을 때 안테나는 수직으로 스캔하기 위해 위아래로 밀고 올라가는 동안 4rpm으로 기계적으로 회전했다.

시스템은 2700~2800MHz(10–11cm 파장)의 4개 주파수에서 작동할 수 있으며, 초당 1,707펄스의 펄스 반복 주파수(PRF)로 0.8마이크로초의 300kW 펄스를 방출할 수 있다. 그것은 약 40마일 거리에서 폭격기 크기의 목표물을 감지할 수 있었고, 일반적으로 약 18마일의 거리에서 그들을 자동으로 추적할 수 있었다. 이 범위 내의 정확도는 범위 내에서 25야드, 안테나 베어링 각도에서 0.06도(100만)이었다(표 "SCR-584 기술 특성" 참조). 전기 빔 폭은 4도였기 때문에(-3db 또는 반전원 지점까지), 원통 부분 전체에 표적을 얼룩지게 하여 원거리 표적에 대해 범위(즉, 기계적 포인팅 정확도에 의해 함축된 0.06도보다 4도 순서로)보다 베어링이 더 넓도록 했다. 범위 정보는 보다 일반적인 A라인 디스플레이와 유사하게 두 개의 "J-스코프"에 표시되었지만, 반환 지연에 맞춰 방사형 패턴으로 배열되었다. 하나의 스코프는 거친 범위에 사용되었고, 다른 하나는 미세한 것이다.

운영용도

조작자가 SCR-584를 위해 콘솔을 설치한다.

1943년 5월 1차 작전부대가 인도됐지만 각종 관료적 문제로 일선 부대에 전달이 늦어졌다. SCR-584는 1944년 2월 안지오에서 전투에 처음 사용되었는데, 이 전투는 밀폐된 해변가에 대한 루프트와프의 집중공습을 타파하는 데 핵심적인 역할을 했다. SCR-584는 전방에서 낯설지 않게, 군대를 따라 비행을 지휘하고 적군의 차량을 위치를 파악하며(레이더 하나는 26km 거리에서 독일 차량을 포착했다고 한다), 포탄의 궤적을 추적하는 데 사용되었으며, 이 두 가지 모두 90mm 포의 탄도표를 조정하고, 로카티를 정확히 파악하는 데 사용되었다.독일 배터리에 대항해 발포할 수 있을 겁니다 D-Day 이후 SCR-584는 빠르게 이동하는 최전방에 사용되어 비행기의 정확도를 높여 목표물로 유도했다. 예를 들어, 404 전투 폭격기 그룹 508sq의 컨트롤 네트 시스템 그룹, 9공군이 SCR-584를 운영했다. 1944년 7월 14일부터 1944년 10월 27일까지 그들은 제1항 CoA 555 Sig 항공기 경고대대에 소속되어 유체 전방 위치에서 복무했다.

SCR-584는 미국 해군에 의해 사용되도록 개조될 정도로 성공적이었다. 해군 버전의 원형인 CXBL은 1943년 3월 항공모함 렉싱턴에 탑재되었고, 제너럴 일렉트릭이 구축한 생산 버전인 SM은 1943년 10월까지 항공모함 USS 벙커힐과 USS 엔터프라이즈에서 운용되었다. SCR-784라는 보다 가벼운 버전의 시스템도 개발되었다. 유일한 실제 차이점은 새 디자인의 무게가 12,000파운드인 반면, 원래의 디자인은 20,000파운드였다는 것이다.

Davenport는 다수의 레이더 세트를 방수하여 D-Day에 노르망디 상륙을 발사하는 연합군 함대에 탑재할 수 있도록 했다.

자동 포즐링(SCR-584 레이더 사용)과 근접 연기는 다이버 작전(V1 날아오는 폭탄에 대항하는 영국 작전)에서 중요한 역할을 했다. 이 두 가지 모두 AA 사령부에 의해 요청되었고, 1944년 6월부터 영국 남동부 해안에서 그들의 자유 발사 위치에 도달한 것처럼 수적으로 도착했다. 해안 '총기띠'로 진입하는 모든 비행 폭탄의 17%가 해안에서 첫 주에 총에 맞아 파괴되었다. 이것은 8월 23일에 60퍼센트 그리고 그 달의 마지막 주에 74퍼센트로 증가했는데, 어느 특별한 날에 82퍼센트가 격추되었다. 발포된 포탄 2500개당 V-1 1개에서 100개당 1개로 증가하였다.

전쟁이 끝난 후 레이더는 AN/MPQ-12, 그리고 미 육군 야전 포병 미사일 시스템(MGM-5 상병)인 AN/MPM-38 시스템에 사용할 수 있도록 개조되었다. 수정된 버전은 COLONA 정찰위성을 제어하고 신호 추적(탑재 트랜스폰더를 사용)하는 데도 사용되었다.

미국의 기술자 겸 유죄판결을 받은 스파이 모튼 소벨이 SCR-584의 계획을 훔쳐서 소련에 제공했다. 군사 전문가들은 이 기술이 한국과 베트남 전쟁 중에 미국을 상대로 사용되었다고 믿고 있다. [8]

1953년에 SCR-584-Mod II는 탑재된 송수신기를 사용하여 사거리가 740km까지 확장된 레드스톤 로켓을 추적하기 위해 사용되었다.[9]

진공 튜브를 사용하고 아날로그 컴퓨터에 의해 동력을 공급받고 있음에도 불구하고 SCR-584의 일부 샘플은 오늘날에도 여전히 작동하고 있다. 1995년 최초의 도플러 온 휠(DOW) 레이더는 이동식 기상 레이더에 사용하기 위해 SCR-584의 MP-61 받침대를 개조했다.[10] 이 받침대를 사용하여, DOW는 토네이도 바람의 첫 지도를 만들고 허리케인 경계층 롤을 발견했으며, 다른 많은 관찰 연구를 개척했다. 받침대에는 처음에 a 6' 다음에 8' 안테나가 들어 있었다. 후에 원래의 모터는 강풍에서 더 빠른 스캔을 위해 더 강력한 브러시리스 버전으로 교체되었다. 현재 3개의 DOW가 국립과학재단 시설로 운영되고 있다. 하나는 오클라호마 주 노먼에 있는 국립 중증 폭풍 연구소에서 발견되는데, 584 받침대는 새로운 공유 이동 대기 연구 및 교육 레이더(SMART-R)를 위한 플랫폼이다.

K-83 돌리

General Electric은 SCR-584, K-83으로 명명된 돌리를 만들었다. K-83호는 세미트레일러 히치(5륜) 휠과 바(bar)가 1파인트씩 맞물릴 수 있도록 설계돼 소형차들이 SCR-584를 움직일 수 있도록 했다.[citation needed]

참고 항목

참조

  1. ^ Bennett, S, 제어 공학의 역사: 1930-1955, Peregrinus,1993
  2. ^ Bayliss, L.E., Unseen H.A.A.A. 소방관제 개발 1940-45, 영국 국립문서보관소 WO 291/303
  3. ^ 로버트 부데리, 1996년 "세상을 바꾼 발명품"
  4. ^ Bayliss, L.E., Unseen H.A.A.A. 소방관제 개발 1940-45, 영국 국립문서보관소 WO 291/303
  5. ^ 뉴욕타임스, 2011년 9월 30일 "Lee Davenport Diesese 95; Developed Battlefront Radar"
  6. ^ Baxter, J.P. "Scientists Against Time", p 147, 1947.
  7. ^ 베넷, 스튜어트 "제어 엔지니어링의 역사, 1930-1955"
  8. ^ Roberts, Sam (11 September 2008). "Figure in Rosenberg Case Admits to Soviet Spying". The New York Times.
  9. ^ "전자 추적의 진화", W.R. 맥머런, NASA0TM-X-70077, 1973
  10. ^ 워먼 외 Atmos의 모바일 펜슬빔 레이더 설계 및 개발 오션 테크놀로지, 1997

외부 참조

  • 1945년 11월과 1946년 2월 전자 잡지 SCR-584 레이더
  • FM 4-144
  • TM 11-1324
  • TM 11-1424
  • TM 11-1524
  • TM 9-2800
  • SNL G695 K-83 돌리(어댑터)
  • SNL G698 K-78 트레일러

외부 링크