El SCR-584 (abreviatura de Set, Complete, Radio # 584 ) fue un radar de microondas de seguimiento automático desarrollado por el Laboratorio de Radiación del MIT durante la Segunda Guerra Mundial . Fue uno de los radares terrestres más avanzados de su época y se convirtió en uno de los principales radares de colocación de armas utilizados en todo el mundo hasta bien entrada la década de 1950. Una versión móvil montada en remolque fue el SCR-784 .
En 1937, el primer radar de control de tiro de Estados Unidos , el radar SCR-268 , había demostrado ser insuficientemente preciso debido en parte a su larga longitud de onda. En 1940, Vannevar Bush , al frente del Comité de Investigación de Defensa Nacional , estableció el "Comité de Microondas" (sección D-1) y la división "Control de Fuego" (D-2) para desarrollar un sistema antiaéreo de radar más avanzado a tiempo para ayudar al esfuerzo de defensa aérea británico. En septiembre de ese año, una delegación británica, la Misión Tizard , reveló a los investigadores estadounidenses y canadienses que habían desarrollado un oscilador de magnetrón que operaba en el extremo superior de la banda UHF (longitud de onda de 10 cm/3 GHz ), lo que permitía una precisión mucho mayor. Bush organizó el Laboratorio de Radiación (Rad Lab) en el MIT para desarrollar aplicaciones que lo utilizaran. Esto incluía un nuevo radar de defensa aérea de corto alcance.
Alfred Lee Loomis , que dirigía el Rad Lab, abogó por el desarrollo de un sistema de seguimiento totalmente automático controlado por servomecanismos. [1] Esto facilitó enormemente la tarea de rastrear objetivos y redujo la mano de obra necesaria para hacerlo. También pudieron aprovechar un interruptor de microondas recientemente desarrollado que les permitió utilizar una sola antena para transmisión y recepción, simplificando enormemente el diseño mecánico. El diseño resultante encajaba en un solo remolque, podía proporcionar búsqueda en todo el cielo y seguimiento de un solo objetivo, y seguía a los objetivos automáticamente. En estrecho contacto con el Rad Lab, Bell Telephone Laboratories estaba desarrollando un director de cañón analógico electrónico que se utilizaría junto con el radar y los cañones antiaéreos servoaccionados de 90 mm.
El radar estaba previsto que se introdujera a finales de 1943, pero los retrasos hicieron que el SCR-584 no llegara a las unidades de campo hasta principios de 1944. Comenzaron a sustituir al anterior y más complejo SCR-268 como principal sistema de colocación de cañones antiaéreos del Ejército de los EE. UU. tan pronto como pudieron producirse. Demostraron ser más fáciles de usar en el campo que el radar canadiense/británico GL Mk. III menos avanzado , y muchos SCR-584 se enviaron rápidamente a Inglaterra, donde fueron una parte importante de las defensas desarrolladas para contrarrestar la bomba volante V1 . Al final de la guerra, se habían utilizado para rastrear proyectiles de artillería en vuelo, detectar vehículos y reducir la mano de obra necesaria para guiar los cañones antiaéreos.
En septiembre de 1940, un grupo de físicos e ingenieros británicos visitó a sus homólogos en los EE. UU. en lo que se conocería como la Misión Tizard . El objetivo de las reuniones era intercambiar información técnica que pudiera ser útil para el esfuerzo bélico. Los británicos dudaban en dar demasiada información sin recibir nada a cambio, y el progreso inicial fue lento. Cuando pasaron al tema del radar, el equipo británico se sorprendió al saber que Estados Unidos estaba en proceso de desarrollar dos sistemas similares a su propio Chain Home existente, el CXAM de la Armada y el SCR-270 del Ejército . Esto comenzó a romper el hielo entre los dos grupos.
Cabe destacar dos intentos previos de apuntar directamente los cañones mediante radar. En Gran Bretaña, se utilizó el radar GL Mk. I de 75 MHz en conexión con un predictor Vickers; y en los EE. UU., se combinó el SCR-268 de 200 MHz con el predictor Sperry M-4. [2] Ni los sistemas de los EE. UU. ni del Reino Unido tenían la precisión necesaria para apuntar directamente sus cañones asociados, debido a sus largas longitudes de onda. Los delegados estadounidenses mencionaron entonces el trabajo de la Armada en un radar de longitud de onda de 10 cm, que podría proporcionar la resolución requerida con antenas relativamente pequeñas, pero su tubo klistrón tenía poca potencia y no era práctico.
Éste era el momento que el equipo británico había estado esperando. Edward George Bowen fabricó uno de los primeros magnetrones de cavidad a partir de una caja y se lo mostró a los demás investigadores. Explicó que también funcionaba en una longitud de onda de 10 cm, pero ofrecía mayor potencia, no sólo que los klistrones de la Marina, sino incluso que los radares de onda larga existentes en Estados Unidos. Un historiador estadounidense lo describió más tarde como el "cargamento más valioso que jamás haya llegado a nuestras costas". [3]
El potencial del dispositivo era evidente y el grupo estadounidense, conocido informalmente como el Comité de Microondas, inmediatamente centró sus esfuerzos en el magnetrón. En cuestión de semanas, ya tenían sus propios ejemplos construidos en laboratorios estadounidenses. También comenzaron a desarrollar las otras tecnologías presentadas en esa reunión, incluido un radar de interceptación de aeronaves y un sistema de navegación por radio que se convirtió en LORAN . La expansión del Comité llevó a que en 1940 se lo rebautizara como Laboratorio de Radiación (RadLab).
En enero de 1941, el Cuerpo de Señales presentó una propuesta formal para reemplazar al SCR-268, momento en el que el RadLab ya había formado lo que conocían como Proyecto 2 para desarrollar este radar avanzado de localización de cañones. El MIT propuso un sistema avanzado con búsqueda y seguimiento automáticos y la capacidad de apuntar directamente los cañones. Este era un campo en el que el MIT tenía un conocimiento particular debido al trabajo en su Laboratorio de Servomecanismos. Al mismo tiempo, los equipos británico y canadiense comenzaron a trabajar en versiones de un sistema más simple que esperaban implementar en 1942: el GL Mk. III, que era una versión de microondas de los anteriores equipos de radar VHF de conmutación de lóbulos. [4] El Laboratorio de Radiación se mantuvo en estrecho contacto con el equipo canadiense durante estos desarrollos.
El equipo RadLab, supervisado por Lee Davenport , tenía un prototipo de sistema de radar funcionando en abril de 1941. [5] Para probar el sistema de puntería automática, conectaron las salidas del radar a una torreta de cañón tomada de un bombardero Boeing B-29 , quitando los cañones y reemplazándolos por una cámara. Luego, un amigo voló su avioneta alrededor del área mientras la cámara tomaba fotografías periódicamente, y el 31 de mayo el sistema pudo rastrear con precisión la aeronave. Luego se comenzó a trabajar para hacer que el sistema fuera adecuado para su uso en el campo, montando todo el sistema en un solo remolque con la antena de 6 pies en la parte superior. Conocido como XT-1 , por eXperimental Truck-1 , el sistema se probó por primera vez en Fort Monroe en febrero de 1942.
También se empezó a trabajar en un ordenador de puntería de cañones adecuado que pudiera utilizar entradas eléctricas, en lugar de mecánicas, para los datos de puntería. Bell Labs suministró un ordenador analógico conocido como M9 Gun Director para esta función. El M9 tenía cuatro conjuntos de salidas, lo que permitía que un solo M9 controlara cuatro de los cañones M1 de 90 mm estándar del Ejército . El sistema completo, incluido el M9, se demostró en forma completa el 1 de abril de 1942. Al día siguiente llegó un contrato por más de 1200 sistemas. Bell también trabajó en su propio radar de microondas como proyecto de respaldo.
El SCR-584 era extremadamente avanzado para su época. Para lograr una alta precisión y medir tanto el acimut como la elevación con una antena, utilizaba un sistema de escaneo cónico , en el que el haz gira alrededor del eje de la antena para encontrar el punto de máxima señal, indicando así en qué dirección debe moverse la antena para apuntar directamente al objetivo. La idea fue propuesta por Alfred Loomis, director de la sección D-1 del Comité de Investigación de Defensa Nacional . En octubre de 1940, se adoptó para el proyecto de radar de "seguimiento totalmente automático". El escaneo cónico también se adoptó en 1941 para el sistema de radar de control de tiro de 10 cm de la Armada, [6] y se utilizó en el radar alemán Würzburg en 1941. El SCR-584 desarrolló el sistema mucho más y agregó un modo de seguimiento automático. [7] Una vez que se había detectado el objetivo y estaba dentro del alcance, el sistema mantendría el radar apuntando al objetivo automáticamente, impulsado por motores montados en la base de la antena. Para la detección, en lugar de para el seguimiento, el sistema también incluía un modo de escaneo helicoidal que le permitía buscar aeronaves. Este modo tenía su propia pantalla PPI dedicada para una fácil interpretación. Cuando se utilizaba en este modo, la antena giraba mecánicamente a 4 rpm mientras se la empujaba hacia arriba y hacia abajo para escanear verticalmente.
El sistema podía funcionar en cuatro frecuencias entre 2.700 y 2.800 MHz (longitud de onda de 10–11 cm), enviando pulsos de 300 kW de 0,8 microsegundos de duración con una frecuencia de repetición de pulsos (PRF) de 1.707 pulsos por segundo. Podía detectar objetivos del tamaño de un bombardero a una distancia de aproximadamente 40 millas, y generalmente podía rastrearlos automáticamente a unas 18 millas. La precisión dentro de este rango era de 25 yardas de alcance y 0,06 grados (1 mil) en ángulo de orientación de la antena (véase la Tabla "Características técnicas del SCR-584"). Debido a que el ancho del haz eléctrico era de 4 grados (hasta los puntos de -3db o media potencia), el objetivo se dispersaría a lo largo de una porción de un cilindro, de modo que fuera más ancho en orientación que en alcance (es decir, del orden de 4 grados, en lugar de los 0,06 grados que implica la precisión de apuntado mecánico), para objetivos distantes. La información de alcance se mostraba en dos " visores J ", similares a la pantalla de línea A más común, pero dispuestos en un patrón radial sincronizado con el retardo de retorno. Un visor se usaba para el alcance aproximado y el otro para el preciso.
Aunque la primera unidad operativa se entregó en mayo de 1943, varios problemas burocráticos hicieron que se retrasara su entrega a las tropas de primera línea. El SCR-584 se utilizó por primera vez en combate en Anzio en febrero de 1944, donde jugó un papel clave en la disolución de los ataques aéreos concentrados de la Luftwaffe en la limitada cabeza de playa. El SCR-584 no era un desconocido en el frente, donde seguía a las tropas, siendo utilizado para dirigir aeronaves, localizar vehículos enemigos (se dice que un radar detectó vehículos alemanes a una distancia de 26 kilómetros) y rastrear las trayectorias de los proyectiles de artillería, tanto para ajustar las tablas balísticas para los cañones de 90 milímetros como para señalar la ubicación de las baterías alemanas para el fuego de contrabatería. Después del Día D, el SCR-584 se utilizó en las rápidamente cambiantes líneas del frente para guiar a los aviones hacia sus objetivos con mayor precisión. Por ejemplo, el Grupo de Sistemas de Red de Control del Escuadrón 508 del Grupo de Cazas y Bombarderos 404 de la 9.ª Fuerza Aérea utilizó el SCR-584. Desde el 14 de julio de 1944 hasta el 27 de octubre de 1944, estuvo asignado a la Sec 1 Co A, 555.º Batallón de Alerta de Aeronaves Sig y prestó servicio en posiciones avanzadas y fluidas.
El SCR-584 tuvo tanto éxito que fue adaptado para su uso por la Armada de los Estados Unidos . El CXBL , un prototipo de la versión de la Armada, fue montado en el portaaviones USS Lexington en marzo de 1943, mientras que la versión de producción, el SM , construido por General Electric , estaba operativo en los portaaviones USS Bunker Hill y USS Enterprise en octubre de 1943. También se desarrolló una versión más ligera del sistema, el SCR-784 . La única diferencia real era que el nuevo diseño pesaba 12.000 libras , mientras que el original pesaba 20.000.
Davenport impermeabilizó varios equipos de radar para que pudieran transportarse a bordo de la armada aliada que lanzó el desembarco de Normandía en el Día D.
El sistema automático de disparo de artillería (utilizando, entre otros, el radar SCR-584) y la espoleta de proximidad desempeñaron un papel importante en la Operación Diver (la operación británica para contrarrestar las bombas volantes V1 ). Ambos habían sido solicitados por el Comando Antiaéreo y llegaron en grandes cantidades, a partir de junio de 1944, justo cuando las armas alcanzaron sus posiciones de tiro libre en la costa sureste de Inglaterra. El diecisiete por ciento de todas las bombas volantes que entraron en el "cinturón de armas" costero fueron destruidas por las armas en la primera semana en la costa. Esta cifra aumentó al 60 por ciento el 23 de agosto y al 74 por ciento en la última semana del mes, cuando en un día extraordinario el 82 por ciento fue derribado. La tasa aumentó de un V-1 por cada 2.500 proyectiles disparados a uno por cada cien.
Después de la guerra, el radar fue adaptado para su uso en los sistemas AN/MPQ-12 y AN/MPM-38, un sistema de misiles de artillería de campaña del ejército estadounidense ( MGM-5 Corporal ). También se utilizó una versión modificada para controlar y rastrear (mediante un transpondedor de a bordo) el satélite espía CORONA .
En 1953, el SCR-584-Mod II se utilizó para rastrear el cohete Redstone , su alcance se extendió a 740 km mediante el uso de un transceptor a bordo. [8]
A pesar de utilizar tubos de vacío y estar alimentado por una computadora analógica, algunos ejemplares del SCR-584 siguen en funcionamiento hoy en día. En 1995, el primer radar Doppler sobre ruedas (DOW) adaptó el pedestal MP-61 de un SCR-584 para su uso en un radar meteorológico móvil. [9] Utilizando este pedestal, los DOW crearon los primeros mapas de vientos de tornado, descubrieron los rollos de la capa límite de los huracanes y fueron pioneros en muchos otros estudios de observación. El pedestal albergó primero una antena de 6' y luego una de 8'. Más tarde, los motores originales fueron reemplazados por versiones sin escobillas más potentes para un escaneo más rápido con vientos fuertes. Tres DOW son operados ahora como instalaciones de la Fundación Nacional de Ciencias por el Centro de Investigación de Clima Severo. Uno se encuentra en el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas en Norman, Oklahoma, donde el pedestal 584 es la plataforma para el nuevo Radar de Investigación y Enseñanza Atmosférica Móvil Compartido, o SMART-R.
El ingeniero estadounidense y espía convicto Morton Sobell robó los planos del SCR-584 y se los entregó a la Unión Soviética. Los expertos militares creen que la tecnología se utilizó contra los Estados Unidos durante las guerras de Corea y Vietnam. [10] Los radares soviéticos SON-9 ( bomba de fuego ), SON-30 ( rueda de fuego ) y SON-50 ( rueda de aletas ) eran todos derivados de este radar. [11]
General Electric construyó una plataforma rodante para el SCR-584, denominada K-83. La K-83 fue diseñada para proporcionar un enganche de semirremolque (quinta rueda), ruedas y barra para enganchar un pivote, lo que permite que vehículos más pequeños puedan mover el SCR-584. [ cita requerida ]
