Лаборатории Сигнального Корпуса (SCL) были сформированы 30 июня 1930 года в составе Корпуса связи армии США в Форт Монмаут , штат Нью-Джерси . За прошедшие годы SCL претерпела ряд изменений в названии, но осталась операцией по предоставлению услуг в области исследований и разработок для Корпуса связи.
Задний план
В начале Первой мировой войны в 1917 году Корпус связи армии США открыл учебный центр под названием Кэмп Вейл в восточно-центральной части штата Нью-Джерси . Этот объект был назван в честь Альфреда Вейла , изобретателя, связанного с Сэмюэлем Ф. Б. Морзе . Позже в том же году армия учредила радиолаборатории корпуса связи в лагере Вейл, посвященные исследованиям в области радио и электроники. Общая установка была модернизирована и стала Форт-Вейл.
Под руководством полковника (доктора) Джорджа Оуэна Сквайера радиолаборатории сосредоточились на стандартизации электронных ламп и тестировании оборудования, производимого для армии коммерческими фирмами. Также проводились эксперименты по радиосвязи с самолетами, обнаружению самолетов с помощью звуковых и электромагнитных волн и метеорологии . Ранее Сквайер внес важный вклад в коммуникацию, разработав мультиплексирование , за что в 1919 году был избран в Национальную академию наук .
После окончания Первой мировой войны авиационная связь была передана в Радиолабораторию самолетов Корпуса связи в Уилбер Райт Филд в Дейтоне, штат Огайо . Радиолаборатории в лагере Вейл продолжали работать на низком уровне, сосредоточившись на разработке и испытании радиоприемников, полевого телефонного и телеграфного оборудования, а также на метеорологии. Объект выжил как армейская установка, когда Корпус связи переместил все свои школы в лагерь Вейл, а объединение было названо Школой связи.
В 1925 году форт Вейл был переименован в форт Монмут . Радиолаборатория оставалась важным направлением деятельности в форте Монмаут, хотя была в тени Школы сигналов и в ограниченном масштабе из-за бюджетных ограничений. Разработки включали множество радиоприемников для голосовой связи и связи с помощью кода Морзе . Объединяя возможности электроники и метеорологии, в 1929 году лаборатория разработала и запустила первый метеозонд с радиооборудованием .
Формирование
Когда в 1930 году началась Великая депрессия , ухудшение экономических условий вынудило объединить широко распространенные лаборатории Корпуса связи. Электрические и метеорологические лаборатории и лаборатория корпуса связи в Национальном бюро стандартов, которые ранее находились в Вашингтоне, округ Колумбия, были перемещены в Форт Монмаут. Лаборатория глубоководной (осадочной) звуковой дальнометрии была переведена туда из форта HG Wright, Нью-Йорк. Однако авиационная радиолаборатория осталась в Райт-Филд.
30 июня 1930 года объединенные операции в форте Монмут превратились в Лаборатории корпуса связи (SCL). Первоначальный SCL состоял из 5 офицеров, 12 рядовых и 53 гражданских лиц. Майор (доктор) Уильям Р. Блэр был назначен директором.
SCL отвечал за развитие наземной радиосвязи и проводной связи в армии, а также за улучшение метеорологической службы. В следующем году на эту лабораторию были возложены обязанности по обнаружению самолетов с помощью акустики и электромагнитного излучения. В то время как количество персонала было недостаточным для основной работы в этих многочисленных и разнообразных областях, Блэр, директор, лично разбирался во всех из них.
В течение 1920-х годов армейский корпус боеприпасов во Франкфордском арсенале провел испытания по обнаружению инфракрасного излучения, излучаемого авиационными двигателями или отражающегося от их поверхностей. Когда была создана ГКЛ, эта работа была передана в эту лабораторию. Продолжая эту работу, в 1931 году Блэр инициировал проект 88 «Определение местоположения с помощью света». Здесь «свет» использовался в общем смысле электромагнитного излучения, включая инфракрасные и очень короткие ( микроволновые ) радиоволны.
Первоначально упор делался на специальные устройства с усилением с высоким коэффициентом усиления для обнаружения отраженного инфракрасного излучения от прожектора с подсветкой. В августе 1932 года это оборудование использовалось для отслеживания дирижабля на расстоянии более мили. Дальнейшие поиски активных методов обнаружения были прекращены из-за ограниченности инфракрасной энергии, доступной от прожекторных источников.
Хотя в SCL продолжались исследования по пассивному обнаружению инфракрасного излучения, излучаемого нагретыми авиационными двигателями, Блэр пришел к убеждению, что практические системы обнаружения будут включать отраженные радиосигналы. На него определенно повлияли его более ранние докторские исследования в этой области, и он был осведомлен о работе по обнаружению радиоизлучения в Военно-морской исследовательской лаборатории США (NRL) в Вашингтоне, округ Колумбия. В декабре 1930 года представители SCL были проинформированы. в NRL о феномене биения-интерференции, который они исследовали, а в 1932 году отчет NRL о радиопомехах для обнаружения целей был передан в армию. Однако, похоже, что какая-либо из этих сведений не использовалась Блэром. [1]
Обнаружение целей по радио
Первые решительные усилия SCL по радиообнаружению целей начались в 1934 году, когда начальник армейского корпуса связи, увидев микроволновую демонстрацию RCA, предложил исследовать методы радиоэха. Особое внимание было уделено оценке возможностей существующих микроволновых ламп, в том числе лампы Холлмана немецкого производства с выходной мощностью 50 см (600 МГц) и 9-см (3 ГГц) магнетрона, предоставленного RCA . Ни одно из этих устройств не производило достаточной мощности для использования в системах обнаружения.
Сквайр-холл был построен в 1935 году для размещения деятельности SCI. Объект был назван в честь доктора Джорджа О. Сквайера, основателя SCL и главного офицера связи во время Первой мировой войны. Подполковник Роджер Б. Колтон был назначен в качестве исполнительного директора SCL.
В течение 1934 и 1935 годов испытания микроволнового оборудования RPF привели к получению сигналов с доплеровским смещением, сначала на расстоянии всего нескольких сотен футов, а затем на расстоянии нескольких миль. Эти испытания включали бистатическое устройство, при котором передатчик находился на одном конце линии передачи, а приемник - на другом, а отражающая цель проходила через путь или рядом с ним. Состояние разработки этого детектора доплеровских биений было резюмировано Блэром в 1935 г .: [2]
- На сегодняшний день расстояния, на которых отраженные сигналы могут быть обнаружены с помощью радиооптического оборудования, недостаточно велики, чтобы представлять ценность. Однако с улучшением излучаемой мощности передатчика и чувствительности приемника этот метод определения местоположения вполне может стать полезным.
Во внутреннем отчете Блэр отметил, что SCL может исследовать другой метод:
- В настоящее время рассматривается схема проецирования прерванной последовательности последовательностей колебаний на цель и попытки обнаружения эхо-сигналов в промежутках между выступами.
Определение местоположения по радио
В 1936 году У. Дельмар Хершбергер начал небольшой проект по импульсной микроволновой передаче. SCL назвала этот метод радиопеленгации (RPF). Не имея успеха с микроволнами, Хершбергер посетил NRL (где он раньше работал) и увидел их импульсный комплект 200 МГц. Вернувшись в SCL, он и Роберт Х. Нойес построили экспериментальную установку с импульсным передатчиком 110 МГц (2,73 м) и приемником по образцу того, что находится в NRL. Запрос на финансирование проекта был отклонен военным министерством , но при поддержке старшего офицера связи генерал-майора Джеймса Б. Эллисона 75 000 долларов на поддержку были отвлечены от ранее выделенных средств на коммуникационный проект.
В октябре 1936 года Пол Э. Уотсон (позже подполковник) стал главным инженером SCL и возглавил проект. Полевая установка у побережья была сделана с передатчиком и приемником, разделенными милей. 14 декабря экспериментальная установка обнаружила на расстоянии до 7 миль (11 км) самолеты, летящие в и из Нью-Йорка. [3]
Затем последовала разработка прототипа системы с капитаном Рексом Корпутом в качестве руководителя проекта. Ральф И. Коул руководил работой приемника, а Уильям С. Маркс руководил усовершенствованием передатчика. Для измерения азимута и угла места использовались отдельные антенны и приемники . Эти приемные антенны, а также передающая антенна, были сделаны из больших массивов дипольных проводов на деревянных каркасах. Выход системы использовался для наведения прожектора .
Первая демонстрация полного комплекта была произведена в ночь на 26 мая 1937 года. Был обнаружен неосвещенный бомбардировщик, который затем засветился прожектором. Наблюдатели включали военного министра Генри А. Вудринга; он был так впечатлен, что на следующий день был отдан приказ о полной разработке системы.
При решительной поддержке генерала Эллисона Конгресс выделил для этого специальные ассигнования в размере 250 000 долларов. Частота увеличена до 200 МГц (1,5 м). В передатчике использовались 16 ламп в схеме кольцевого генератора (разработанной в NRL), производившая пиковую мощность около 75 кВт. Колтон хотел переключение лепестков для приемных антенн, и майору Джеймсу С. Муру было поручено возглавить получившуюся сложную электрическую и механическую конструкцию. Инженеры из Western Electric и Westinghouse были привлечены для помощи в разработке.
Первые действующие армейские системы
Для большей безопасности и увеличения площади деятельность РПФ была перенесена в Форт-Хэнкок, штат Нью-Джерси . Это было изолированное место на Сэнди-Хук , полуострове с песчаной косой, доходившем до гавани Нью-Йорка . В 1938 году здоровье Блэра ухудшилось, и должность директора SCL занял Роджер Колтон, которого затем повысили до полковника. (После смены Блэра на посту директора SCL, Колтон оставался до сентября 1944 года, когда он был переведен в Военно-воздушные силы. За свою работу в SCL он был награжден Почетным легионом и медалью за выдающиеся заслуги .)
Колтон организовал демонстрацию прототипа системы в конце ноября 1938 года. Система получила обозначение SCR-268 , причем SCR означало, что либо Set Complete Radio, либо Signal Corps Radio использовались взаимозаменяемо в документах. SCR-268 в первую очередь предназначался для наведения прожекторов, связанных с зенитными орудиями; система позволяла грубое наведение теплового инфракрасного детектора , который затем наводил прожектор. Ночная демонстрация проводилась для Управления береговой артиллерии в Форт-Монро , недалеко от побережья недалеко от Хэмптона, штат Вирджиния .
Это было почти провалом, потому что цель, бомбардировщик Martin B-10 на высоте 20 000 футов (6 100 м), сбилась с курса и пролетела много миль над Атлантикой. После долгого обратного полета он оказался над проемом в облаках и, к радости наблюдателей, сразу же был освещен прожектором, наведенным радиолокатором. [4]
Производство комплектов SCR-268 было начато Western Electric в 1939 году, и они были введены в эксплуатацию в начале 1941 года; в итоге было построено около 3100 комплектов. Позже был добавлен индикатор планового местоположения (PPI), и система получила обозначение SCR-516, маловысотная РЛС раннего предупреждения.
Еще одним наблюдателем на майских испытаниях 1937 года был Бриг. Генерал Генри Х. Арнольд , в то время помощник начальника штаба армейской авиации . Это привело к тому, что авиационный корпус запросил более простую систему раннего предупреждения с большим радиусом действия. Параллельно с завершением строительства SCR-268 началось осуществление нового проекта под руководством майора, впоследствии подполковника (доктора) Гарольда А. Зала . Было получено хорошее финансирование и высокий приоритет; таким образом, разработка была быстро завершена.
Эта новая система работала на частоте 106 МГц (2,83 м) и имела упрощенную антенну, исключение переключения лепестков и добавление дуплексера, разработанного Zahl. В целом, была принесена жертва в точности, но она была сбалансирована простотой обслуживания и большей дальностью полета (до 240 миль).
Было две конфигурации - SCR-270 (мобильная) и SCR-271 (стационарная). Компания Westinghouse получила контракт на производство и начала поставки в конце 1940 года. SCR-270 находился на вооружении у острова Оаху утром 7 декабря 1941 года. В 7:20 операторы сообщили об обнаружении полета самолетов, которые должны были совершить полет. на север, но дежурный счел это «ничего необычного», и тревога осталась без внимания. [5] В 7:59 японцы достигли Перл-Харбора .
Приняв на вооружение предыдущий проект НРЛ, лаборатория разработала радиолокационный высотомер SCR-518 для Военно-воздушных сил . Эта система, работающая на частоте 518 МГц (0,579 м), производилась RCA начиная с 1940 года. Окончательная система весила менее 30 фунтов и имела точность на высоте около 42 000 футов (13 000 м) над землей. Лаборатория также участвовала в разработке ранней версии портативной радиолокационной системы посадки по приборам , получившей обозначение SCS-51.
Лаборатория сигналов Эванса
В 1941 году SCL снова переместился, на этот раз в лагерь Эванс , расположенный в нескольких милях к югу от форта Монмаут. Здесь это называлось сигнальной лабораторией Кэмп-Эванса, директором которой был подполковник Пол Э. Уотсон. Это место включало первоначальный объект станции Маркони Бельмонт, а центральное здание, обычно называемое отелем Маркони, стало штаб-квартирой. Тестирование оборудования на открытом воздухе часто проводилось на маяке Twin Lights, между Кэмп-Эвансом и Форт-Хэнкок , штат Нью-Джерси.
В середине 1940 года правительства Великобритании и США приняли решение обмениваться информацией о своих оборонных технологиях и участвовать в совместных разработках. Миссия Tizard инициировала этот обмен, в результате чего в Америку свои самые секретные предметы. Среди них был магнетрон с резонатором . Этот мощный генератор микроволновых сигналов сразу же стал рассматриваться как решение для дальнейших разработок радаров. До конца года на базе Массачусетского технологического института была создана радиационная лаборатория (обычно называемая Rad Lab) с основной целью консолидации разработки микроволновых радаров. [6]
Название «радар» произошло от аббревиатуры «RADAR», введенной ВМС США в 1940 году в качестве прикрытия для их секретной деятельности в области радиообнаружения и определения дальности. Это название вскоре было принято армией США, заменив радиопозиционирование (RPF), и британцами, заменив Radio Detection and Finding (RDF).
Одним из первых проектов Rad Lab была разработка мобильной РЛС СВЧ-наводки (прицеливания) для использования с зенитными орудиями. В мае 1941 года предварительная система была завершена, и теперь Бриг. Генерал Роджер Б. Колтон, начальник отдела исследований и разработок SCL. Он пообещал армии поддержку для окончательной разработки и рекомендовал приобрести комплект для каждой батареи AA.
В тесном сотрудничестве с SCL, представляющим конечного пользователя системы, Rad Lab разработала инженерную модель системы GL. Обозначенный XT-1, он перевозился на четырех грузовиках, включая большой электрогенератор. Чтобы обеспечить автоматическое сопровождение цели, Bell Telephone Laboratories (BTL) разработала электронный аналоговый компьютер, содержащий 160 электронных ламп. Эта компьютерная система, получившая название M-9 Predictor-Corrector Unit, могла автоматически отслеживать цели на расстоянии 18 миль (29 км) и наводить четыре зенитных орудия.
Предварительное испытание полной системы GL, теперь обозначенной как SCR-584 , было проведено SCL в Форт Монмут в декабре 1941 года. В конечном итоге она была запущена в производство General Electric и Westinghouse в качестве генеральных подрядчиков. Около 1500 таких систем использовались как на европейских, так и на тихоокеанских театрах военных действий. Считается, что SCR-584 позволил зенитным орудиям уничтожить большую часть немецких летающих бомб V-1, атаковавших Лондон после вторжения в Нормандию .
Радары военного времени
Хотя SCL инициировала свои радарные исследования с использованием микроволн, она больше никогда не возвращалась к разработке наборов в этом диапазоне длин волн. Тем не менее, Лаборатория сигналов Эванса подняла частоты выше, в первую очередь благодаря разработке Гарольдом Залом в 1939 году VT-158, лампы, генерирующей импульсную мощность 240 кВт на частоте до 600 МГц (0,5 м). Фактически это было четыре триода и связанные с ними схемы, плотно упакованные в одну стеклянную оболочку. [7]
После внезапной бомбардировки Перл-Харбора была осуществлена аварийная программа по установке радаров для защиты зоны Панамского канала от аналогичного нападения. Для обнаружения низколетящих самолетов на дальности, позволяющей достаточное предупреждение, требовалась высокочастотная система для радарных пикетных кораблей в 100 милях (160 км) от берега. Капитан Джон В. Маркетти возглавил команду из 20 человек, которая использовала VT-158 для адаптации SCR-268 для этого приложения. Спецпроект был выполнен за несколько недель.
Затем команда Маркетти преобразовала его в AN / TPS-3, легкую, мобильную систему и последний крупный радар, полностью разработанный SCL. Установка могла быть собрана и введена в эксплуатацию небольшой бригадой за 30 минут. Во время войны AN / TPS-3 использовался для раннего предупреждения на плацдармах, изолированных территориях и захваченных авиабазах. Версия AN / TQS-3 была разработана для обнаружения минометов. Всего «Зенит» изготовил около 900 экземпляров обеих версий. После войны Маркетти стал первым директором Кембриджского исследовательского центра ВВС в Массачусетсе. [8]
В марте 1942 года армия США была реорганизована на три компонента: сухопутные войска, воздушные силы и служебные войска. Связь была в составе войск. В это время SCL официально стала Общей службой Корпуса связи. Операции оставались в Кэмп-Эвансе и для большинства целей продолжали называться SCL или Лаборатория сигналов Кэмп-Эванса. За годы войны в общей сложности операции корпуса связи в форте Монмаут около 14000 человек личного состава.
Большинство радиолокационных проектов в SCL были связаны с Rad Lab, в первую очередь в переводе прототипов из исследовательского состояния на надежное оборудование для использования в полевых условиях. Практически все производство осуществлялось коммерческими фирмами. Следует отметить несколько из множества таких систем.
SCR-582 был ранним 10-сантиметровым радаром, разработанным для SCL лабораторией Rad Lab. Изначально предназначенный для защиты гавани, он имел 48-дюймовую параболическую тарелку и обычно устанавливался на башне высотой 100 футов (30 м). Благодаря дисплею PPI он идеально подходил для навигации кораблей, заходящих в гавани, а также мог обнаруживать низколетящие самолеты на расстоянии 25 миль (40 км). SCR-682 был мобильной версией.
SCL отвечал за ряд других 10-сантиметровых радаров, используемых в армии. Некоторые из их транспортируемых по воздуху радаров включали AN / CPS-1, комплекс раннего предупреждения, построенный General Electric с дальностью действия до 200 миль (320 км). AN / CPS-4, получивший прозвище «Бобровый хвост» из-за формы луча, был прибором для измерения высоты, установленным в Rad Lab; он использовался с SCR-270 и SCR-271. BTL разработала AN / CPS-5, наземный радар перехвата, который может отслеживать цели на расстоянии более 200 миль (320 км).
Типичные подвижные наземные радары SCL включали AN / GPN-2, поисковый набор с дальностью действия 60 миль (97 км), произведенный Bendix Corporation , и AN / GPN-6, аналогичный поисковый набор от Laboratory for Electronics Inc. AN / CPN-18, также изготовленный компанией Bendix, был второстепенным радиолокатором наблюдения в системе управления воздушным движением, используемой ВВС сухопутных войск.
В феврале 1945 года часть операций взяла на себя армейская авиация; это было названо Лабораториями Уотсона, названными в честь подполковника Пола Э. Уотсона . Позже он был переведен на авиабазу Гриффисс и стал Римским центром развития авиации .
Закрытие
В конце войны в 1945 году лаборатории были снова реорганизованы, официально образовав Инженерную лабораторию корпуса связи (SCEL). Хотя для большинства целей она продолжала называться Сигнальной лабораторией Эванса (ESL), о Лабораториях Корпуса сигналов было мало или вообще не было упоминаний. Некоторые из последующих действий будут отмечены.
Соединенные Штаты реализовали проект Paperclip , в рамках которого ряд немецких ученых и инженеров были приглашены в Америку для работы в области оборонных исследований. Двадцать четыре из этих специалистов были наняты ESL, где они внесли значительный вклад в будущие разработки радаров и другой электроники.
В конце 1945 года в ESL стартовал проект «Диана» . С помощью модифицированной РЛС SCR-271 со специальной антенной были предприняты попытки принять сигнал, отраженный от Луны. 10 января 1946 года это было успешно: отраженный сигнал был получен через 2,5 секунды после его передачи. Это продемонстрировало потенциал радиосвязи за пределами Земли для космических аппаратов и людей-исследователей.
В 1946 году ESL разработала MPQ-10, автоматический контрбатарейный радар . Два года спустя за ним последовал первый армейский метеорологический радар . Большой лабораторный комплекс, неофициально называемый Hexagon, был построен в 1954 году для операций ESL. Позже он был назван Майер-центром, мемориалом Альберту Джеймсу Майеру, основателю армейского корпуса связи.
В конце 1950-х годов ESL разработала солнечные батареи, которые будут обеспечивать питание американского спутника Vanguard 1C в течение многих лет после того, как химические батареи разрядятся. Солнечные элементы и их применение в проекте «Авангард» были крупным нововведением, которое повлияет на питание будущих спутников США. [9]
По состоянию на 1 августа 1962 года форт Монмаут больше не был базой связи. Под командованием армейских материальных средств он стал домом для Командования электроники армии США (ECOM), позднее - Командования электроники и связи армии США (ECCOM). После 80 лет работы в качестве центра коммуникаций и развития электроники в армии, Министерство обороны США в 2005 году приказало перенести эту деятельность в другое место и закрыть Форт Монмут к 2011 году.
Рекомендации
- ^ Департамент армии США; Исторический отчет: Инженерные лаборатории Сгнальского корпуса: 1930-1943 гг. , Государственная типография, 1943 г.
- ^ "Годовой отчет за 1935 г. об исследованиях в лаборатории корпуса связи армии США"
- ^ "Годовой отчет за 1936 год об исследованиях в лаборатории корпуса связи армии США"
- ^ Колтон, Роджер Б .; «Радар в армии США», Proc. IRE , Vol. 33, 1947, стр. 740-753.
- ↑ Свидетельские показания относительно радара Opana Point; http://www.ibiblio.org/pha/myths/radar/
- ^ Будери, Роберт; Изобретение, изменившее мир , Саймон и Шустер, 1996 г.
- ^ Орр, Уильям I .; «Секретная трубка, изменившая войну», Popular Electronic , март 1946 г., стр. 57–59, 103–105.
- ^ Zahl, подполковник Гарольд А., и майор Джон У. Marchetti; «Радар на 50 сантиметрах», Электроника , январь 1946 г., стр. 98-104; «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2015-06-14 . Проверено 12 июня 2015 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ «14» .
Общие ссылки
- Браун, Луи; Радиолокационная история Второй мировой войны - Технические и военные императивы , Инст. Физики, 1999 г.
- Skolnik, Merrill I .; «Пятьдесят лет радарам», Proc IEEE, Special Issue on Radar , Vol. 73, стр. 182, 1985 г.
- Терретт, Дулани; Корпус связи: Чрезвычайная ситуация (до декабря 1941 г.) , 4-е изд., Государственная типография, 2002 г.
- Vieweger AL; «Радар в корпусе связи», IRE Trans Mil. Избрать. , МИЛ-4, стр. 555, октябрь 1960 г.
- Watson, Raymond C., Jr .; Radar Origins Worldwide , Trafford Publications, 2009 г.
- Зале, Гарольд; Electronics Away , 1969, и Radar Spelled Backwards , 1972, Vantage Press
Внешние ссылки
- Персонал исторического офиса CECOM LCMC; «Краткая история форта Монмаут, штат Нью-Джерси, и командования управления жизненным циклом CECOM армии США», 2009 г .; https://web.archive.org/web/20150322103943/http://cecom.army.mil/historian/pubupdates/FM%20History%20Book%2009_4Web.pdf
- Гебель, Грегори В .; Документ длиной в книгу «Война волшебников: Вторая мировая война и происхождение радара»; http://www.vectorsite.net/ttwiz.html
- «Радар: отчет о науке на войне», Управление научных исследований и разработок, распространено Управлением военной информации, 15 августа 1945 г .; http://www.ibiblio.org/hyperwar/USN/ref/Radar-OSRD/index.html
Координаты :40 ° 18′50 ″ с.ш., 74 ° 02′51 ″ з.д. / 40,31401 ° с.ш.74,04750 ° з.д. / 40.31401; -74,04750