Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Radiation Laboratory , который обычно называют Rad Lab , была микроволновка и радар - исследовательская лаборатория находится в Массачусетском технологическом институте (MIT) в Кембридже, штат Массачусетс (США). Впервые она была создана в октябре 1940 года и проработала до 31 декабря 1945 года, когда ее функции были переданы промышленности, другим отделам Массачусетского технологического института, а в 1951 году - недавно созданной лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института .

Перед войной использование микроволн для различных радио- и радиолокационных целей было очень желательным, но существующие микроволновые устройства, такие как клистрон, были слишком маломощны, чтобы быть полезными. Альфред Ли Лумис , миллионер и физик, возглавлявший свою частную лабораторию, организовал Комитет по СВЧ для рассмотрения этих устройств и поиска улучшений. В начале 1940 года Уинстон Черчилль организовал то, что стало Миссией Тизарда, чтобы познакомить американских исследователей с несколькими новыми технологиями, которые разрабатывала Великобритания. Среди них был магнетрон с резонатором , прорыв в создании микроволн, который впервые сделал их практичными.

Лумис организовал финансирование в рамках Национального комитета по оборонным исследованиям (NDRC) и реорганизовал Комитет по СВЧ в Массачусетском технологическом институте для изучения магнетронных и радиолокационных технологий в целом. Ли А. ДюБридж был директором Rad Lab. Лаборатория быстро расширилась и в течение нескольких месяцев превысила усилия Великобритании, которые к этому моменту прилагались несколько лет. К 1943 году лаборатория начала поставлять поток постоянно улучшающихся устройств, которые могли быть произведены в огромных количествах на промышленной базе США. На пике своего развития в Rad Lab работало 4000 человек в Массачусетском технологическом институте и нескольких других лабораториях по всему миру, и была разработана половина всех радиолокационных систем, используемых во время войны.

К концу войны США занимали лидирующие позиции в ряде областей, связанных с микроволновой печью. Среди их заметных продуктов были SCR-584 , лучший радар для наводки орудий войны, и SCR-720 , бортовой радар перехвата, который стал стандартной системой в конце войны для ночных истребителей как в США, так и в Великобритании . Они также разработали H2X , версию британского радара бомбардировки H2S, который работал на более коротких длинах волн в X-диапазоне . Rad Lab также разработала Loran-A , первую всемирную радионавигационную систему, которая первоначально была известна как «LRN» от Loomis Radio Navigation. [1]

Формирование [ править ]

В середине и конце 1930-х годов системы радиосвязи для обнаружения и определения местоположения удаленных целей были разработаны в условиях большой секретности в Соединенных Штатах и Великобритании , а также в нескольких других странах, особенно в Германии , СССР и Японии . Обычно они работали на очень высоких частотах (VHF) в электромагнитном спектре и носили несколько укрывных названий, таких как определение дальности и пеленгации (RDF) в Великобритании. В 1941 году ВМС США придумали для таких систем аббревиатуру «RADAR» (RAdio Detection And Ranging); вскоре это привело к названию « радар » и распространилось на другие страны.

Потенциальные преимущества использования таких систем в диапазоне сверхвысоких частот (УВЧ или микроволновая печь ) были хорошо известны и активно использовались. Одним из этих преимуществ были антенны меньшего размера , что крайне необходимо для систем обнаружения на самолетах. Основным техническим препятствием для разработки систем УВЧ было отсутствие пригодного для использования источника для генерации мощных микроволн . В феврале 1940 года исследователи Джон Рэндалл и Гарри Бут из Бирмингемского университета в Великобритании построили магнетрон с резонансным резонатором, чтобы удовлетворить эту потребность; его быстро поместили в режим высшей секретности.

Вскоре после этого прорыва премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль и президент Рузвельт договорились, что две страны объединят свои технические секреты и совместно разработают многие крайне необходимые технологии ведения войны. В начале этого обмена в конце лета 1940 года миссия Тизард доставила в Америку один из первых новых магнетронов. 6 октября Эдвард Джордж Боуэн , ключевой разработчик RDF в Telecommunications Research Establishment (TRE) и участник миссии, продемонстрировал магнетрон, производящий около 15000 Вт (15 кВт ) мощности на частоте 3 ГГц, то есть с длиной волны 10 см.

Встреча в марте 1940 года в Калифорнийском университете в Беркли по поводу планируемого 184-дюймового (4,7 м) циклотрона ( видно на доске ) [2] слева направо: Эрнест О. Лоуренс , Артур Х. Комптон , Ванневар Буш , Джеймс Б. Конант , Карл Т. Комптон и Альфред Ли Лумис

Американские исследователи и официальные лица были поражены магнетроном, и NDRC немедленно приступил к планам по производству и внедрению устройств. Альфред Ли Лумис , который возглавлял комитет Microwave NDRC, привел в создании радиационной лаборатории в Массачусетском технологическом институте в качестве совместных англо - американских усилий для СВЧ исследований и разработок систем с использованием нового магнетрона.

Название «Радарная лаборатория», выбранное Лумисом, когда он выбрал для нее здание в кампусе Массачусетского технологического института, было намеренно вводящим в заблуждение [3], хотя и косвенно правильным в том смысле, что радар использует излучение в части электромагнитного спектра . Она была выбрана в виду , миссия лаборатории была аналогична из Эрнест О. Лоуренс «s Радиационной лаборатории в Калифорнийском университете в Беркли ; то есть, что он нанял ученых для работы над исследованиями в области ядерной физики . В то время ядерная физика считалась относительно теоретической и неприменимой к военной технике, поскольку это было до начала разработки атомной бомбы .

Эрнест Лоуренс был активным участником создания Rad Lab и лично нанял многих ключевых сотрудников из первоначального штата. Большинство старших сотрудников были докторами наук. физики, пришедшие с университетских позиций. Обычно у них не было ничего, кроме академических знаний о микроволновых печах, и почти не было опыта в разработке электронного оборудования. Однако их способность решать сложные проблемы практически любого типа была выдающейся. Позже девять сотрудников стали лауреатами Нобелевской премии за другие достижения.

В июне 1941 года NDRC стал частью нового Управления научных исследований и разработок (OSRD), которым также руководил Ванневар Буш , который подчинялся непосредственно президенту Рузвельту. OSRD получил почти неограниченный доступ к финансированию и ресурсам, а Rad Lab получила большую долю на исследования и разработки радаров.

Начиная с 1942 года, Манхэттенский проект включил ряд физиков Rad Lab в Лос-Аламос и на объект Лоуренса в Беркли. Это стало проще благодаря тому, что Лоуренс и Лумис были вовлечены во все эти проекты. [4]

Операции [ править ]

Радиационная лаборатория официально открылась в ноябре 1940 года на площади 4000 квадратных футов (370 м 2 ) в здании 4 Массачусетского технологического института и при начальном финансировании со стороны NDRC на сумму менее 500 000 долларов. Помимо директора Ли ДюБриджа, И. И. Раби был заместителем директора по научным вопросам, а Ф. Уиллер Лумис (не имеющий отношения к Альфреду Лумису) был заместителем директора по административным вопросам. Э.Г. («Тэффи») Боуэн был назначен представителем Великобритании.

Еще до открытия основатели определили первые три проекта Rad Lab. В порядке приоритета это были (1) 10-сантиметровая система обнаружения (называемая Airborne Intercept или AI) для истребителей , (2) 10-сантиметровая система наведения орудия (называемая Gun Laying или GL) для зенитных ракет. аккумуляторы и (3) бортовую радионавигационную систему дальнего действия .

Для запуска первых двух из этих проектов на магнетроне из Великобритании был построен 10-сантиметровый « макет »; это было успешно испытано на крыше здания 4 в начале января 1941 года. Все члены первоначального персонала принимали участие в этой работе.

В рамках Проекта 1, возглавляемого Эдвином М. Макмилланом , последовал «спроектированный» набор с антенной, использующей 30-дюймовый (76 см) параболический рефлектор . Этот первый микроволновый радар, построенный в Америке, был успешно испытан на самолете 27 марта 1941 года. Затем он был доставлен в Великобританию Тэффи Боуэном и испытан в сравнении с разрабатываемым там 10-сантиметровым комплектом.

Для окончательной системы сотрудники Rad Lab объединили особенности своей собственной и британской сборки. В конечном итоге он стал SCR-720, который широко использовался как в ВВС США, так и в Королевских ВВС Великобритании .

Для Проекта 2 был выбран параболический отражатель шириной 4 фута, а затем и шириной 6 футов (1,2, затем 1,8 м) на поворотной опоре. Кроме того, этот набор будет использовать электромеханический компьютер (называемый предиктором-коррелятором), чтобы держать антенну наведенной на обнаруженную цель. Иван Александрович стал руководителем проекта. Будучи гораздо более сложным, чем Airborne Intercept, и требовал, чтобы он был очень прочным для использования в полевых условиях, спроектированный GL не был завершен до декабря 1941 года. В конечном итоге он был представлен как широко распространенный SCR-584 , сначала привлекший внимание, направив зенитный огонь, который сбил около 85 процентов немецких летающих бомб Фау-1 («жужжащих бомб»), атакующих Лондон. [5]

Особый интерес для Великобритании вызвала система дальней навигации Project 3. У них была существующая гиперболическая навигационная система, названная GEE , но она была недостаточной ни по дальности, ни по точности для поддержки самолетов во время бомбардировок удаленных целей в Европе. Когда Миссия Тизарда проинформировала о GEE, Альфред Лумис лично разработал концепцию нового типа системы, которая преодолеет недостатки GEE, и разработка его LORAN (аббревиатура от Long Range Navigation) была принята в качестве первоначального проекта. Для этого проекта было создано подразделение LORAN, которое возглавил Дональд Финк . Работа на низкой частоте ( LF) части радиочастотного спектра, LORAN был единственным не микроволновым проектом Rad Lab. Включая основные элементы GEE, LORAN был очень успешным и полезным для военных действий. К концу боевых действий около 30 процентов поверхности Земли было покрыто станциями ЛОРАН и использовалось 75 000 самолетов и надводных кораблей. [6]

После нападения Японии на Перл-Харбор и вступления США во Вторую мировую войну работа в Rad Lab значительно расширилась. На пике своей деятельности в Rad Lab работало около 4000 человек в нескольких странах. Rad Lab построила знаменитое здание 20 Массачусетского технологического института и изначально занимала его . Это было одно из самых долго сохранившихся временных сооружений времен Второй мировой войны, стоимостью чуть более 1 миллиона долларов.

В конечном итоге деятельность охватила физическую электронику, электромагнитные свойства вещества, микроволновую физику и принципы микроволновой связи, и Rad Lab добилась фундаментальных успехов во всех этих областях. Половина радаров, развернутых американскими военными во время Второй мировой войны, была разработана в Rad Lab, включая более 100 различных микроволновых систем стоимостью 1,5 миллиарда долларов . [7] Все эти наборы значительно улучшилось по предварительной СВЧ, УКВ системы из научно - исследовательской лаборатории военно - морских и сухопутных войск Signal Corps Laboratories , а также британских радаров , таких как Роберт Уотсон-Уотт «s Chain Home и ранних бортовых наборов RDF Таффи Боуэна .

Хотя Rad Lab была создана как совместная англо-американская операция, и многие из ее продуктов были приняты на вооружение британских вооруженных сил, исследователи в Великобритании * продолжили разработку микроволновых радаров и, особенно в сотрудничестве с Канадой, создали много типов новых системы. Для обмена информацией Rad Lab открыла филиал в Англии, и несколько британских ученых и инженеров работали над заданиями в Rad Lab. * В TRE, Исследовательский центр электросвязи.

Магнетрон с резонансным резонатором продолжал развиваться в Rad Lab. Группа под руководством И.И. Раби сначала расширила работу магнетрона с 10 см (так называемый S-диапазон) до 6 см (C-диапазон), затем до 3 см (X-диапазон) и, в конечном итоге, до 1- см (К-диапазон). Чтобы не отставать, все остальные подсистемы радаров также постоянно развивались. Подразделение передатчиков под руководством Альберта Г. Хилла в конечном итоге привлекло к этим усилиям штат из 800 человек.

Луис В. Альварес изобрел совершенно другой тип антенны для систем X-диапазона и использовался в трех новых системах: бортовом картографическом радаре Eagle, системе наземного контроля вслепую (GCA) и наземном микроволновом устройстве. Система раннего предупреждения (MEW). Последние два были очень успешными и нашли применение в послевоенное время. В конечном итоге Eagle был преобразован в очень эффективный картографический радар под названием H2X или Mickey и использовался военно-воздушным корпусом и военно-морским флотом США, а также британскими ВВС. [8]

Самым амбициозным проектом Rad Lab, имеющим долгосрочное значение, был проект Cadillac. Проект, возглавляемый Джеромом Б. Визнером , включал в себя радар высокой мощности, установленный в отсеке под самолетом TBM Avenger, и Центр боевой информации на борту авианосца. Целью являлась бортовая система раннего предупреждения и управления , обеспечивающая ВМС США возможность наблюдения для обнаружения низколетящих самолетов противника на дальности более 100 миль (161 км). Проект был начат на низком уровне в середине 1942 года, но с более поздним появлением японских угроз камикадзе на Тихоокеанском театре военных действий., работа была значительно ускорена, и в конечном итоге в ней приняли участие 20 процентов сотрудников Rad Lab. Опытный образец поднялся в воздух в августе 1944 года, и система вступила в строй в начале следующего года. Хотя уже слишком поздно, чтобы повлиять на окончательные военные усилия, проект заложил основу для значительных событий в последующие годы. [9]

В начале работы Rad Lab была создана лаборатория для разработки средств электронного противодействия (ECM), технологий блокирования радаров и средств связи противника. Под руководством Фредерика Э. Термана она вскоре переехала в кампус Гарвардского университета (всего в миле от Массачусетского технологического института) и стала Лабораторией радиоисследований (RRL). Организационно отделенные от Rad Lab, но также входящие в состав OSRD, эти две операции имели много общего на протяжении всего своего существования.

Закрытие [ править ]

Когда Радиационная лаборатория закрылась, OSRD согласилось продолжить финансирование Отдела фундаментальных исследований, который официально стал частью MIT 1 июля 1946 года как Исследовательская лаборатория электроники в MIT (RLE). Другими исследованиями военного времени занималась Лаборатория ядерных наук Массачусетского технологического института, основанная в то же время. Обе лаборатории в основном занимали здание 20 до 1957 года.

Большинство важных результатов исследований Rad Lab были задокументированы в 28-томном сборнике под названием The MIT Radiation Laboratory Series , отредактированном Луи Н. Риденуром и опубликованном McGraw-Hill между 1947 и 1953 годами. серия была переиздана на двух CD-ROM в 1999 году ( ISBN  1-58053-078-8 ) издательством Artech House . Совсем недавно он стал доступен в Интернете. [10]

Послевоенное рассекречивание работ в Rad Lab Массачусетского технологического института сделало доступным через серию довольно большой объем знаний о продвинутой электронике. Ссылка (идентичность давно забыта) приписывает Серии развитие электронной промышленности после Второй мировой войны.

Благодаря усилиям по криптологии и криптографии, сосредоточенным в Блетчли-парке и Арлингтон-холле и Манхэттенском проекте , разработка микроволнового радара в Радиационной лаборатории представляет собой одну из самых значительных, секретных и исключительно успешных технологических разработок, порожденных англо-американскими отношениями в мире. Вторая война. Радиационная лаборатория была названа вехой IEEE в 1990 году. [11]

См. Также [ править ]

  • Учреждение телекоммуникационных исследований (TRE)
  • Национальная лаборатория Ок-Ридж (ORNL), Теннесси
  • Исследовательская лаборатория электроники Массачусетского технологического института
  • Промышленная лаборатория

Ссылки [ править ]

Заметки [ править ]

  1. ^ Будери, Роберт (1996). Изобретение, изменившее мир . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Саймон и Шустер. С.  28–51 . ISBN 0-684-81021-2.
  2. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2008-09-22 . Проверено 24 сентября 2008 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  3. ^ "Радиационная лаборатория Массачусетского технологического института - микроволновое наследие RLE", RLE Currents, v.2 no. 4, весна 1991 г., PDF-файл размером 18,4 МБ. Архивировано 25 февраля 1999 г. в Wayback Machine.
  4. ^ Конант, Дженнет (2002). Смокинг-парк . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Саймон и Шустер. С. 213–249. ISBN 0-684-87287-0.
  5. ^ Конант, Дженнет (2002). С. 271–272.
  6. ^ Конант, Дженнет (2002). С. 265-267.
  7. ^ Гелак. Генри Э .; Радар во время Второй мировой войны , Am. Inst. Физика, 1987, стр. 690-691, ISBN 0-88318-486-9 
  8. ^ Будери, Роберт (1996). С. 135-137, 186-189.
  9. ^ Браун, Луи (1999). Радиолокационная история Второй мировой войны . Бристоль, Великобритания: Институт физики. п. 197. ISBN 0-7503-0659-9.
  10. ^ "Серия радиационной лаборатории Массачусетского технологического института" . Библиотека Jefferson Labs: информационные ресурсы . Проверено 4 марта 2017 года .
  11. ^ "Вехи: Радиационная лаборатория Массачусетского технологического института, 1940-1945" . Сеть глобальной истории IEEE . IEEE . Проверено 3 августа 2011 года .

Общие [ править ]

  • Бакстер, Джеймс Финни, III; Ученые против времени , MIT Press, 1968
  • Bowen, EG; Радарные дни , Ин-т. Физики, 1987 г.
  • Бриттен, Джеймс Э .; «Магнетрон и начало эпохи микроволнового излучения», Physics Today , vol. 73, стр. 68, 1985 г.
  • Герлак, Генри Э .; Радар во Второй мировой войне , American Inst. физики, 1987
  • Пейдж, Роберт Морис; Происхождение радара , якорные книги, 1962 г.
  • Стюарт, Ирвин; Организация научных исследований для войны; Административная история ОСРД , Литтл, Браун, 1948 г.
  • Watson, Raymond C. Jr .; Radar Origins Worldwide , Trafford Publishing, 2009 г.
  • Уиллоуи, Малком Фрэнсис; История ЛОРАНА в береговой охране США во время Второй мировой войны , Arno Pro, 1980
  • Циммерман, Дэвид; Совершенно секретный обмен: миссия Тизарда и научная война , Университет Макгилла-Куин. Пресса, 1996 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Архивы Массачусетского технологического института: празднование истории здания 20
  • Научно-исследовательская лаборатория истории электроники
  • Сеть глобальной истории IEEE - Коллекция устной истории лаборатории MIT Rad
  • Список из 28 томов серии MIT Radiation Laboratory Series

Координаты : 42.3619 ° N 71.0905 ° W42 ° 21′43 ″ с.ш., 71 ° 05′26 ″ з.д. /  / 42.3619; -71,0905