El SCR-270 fue uno de los primeros radares de alerta temprana operativos . Fue el principal radar de larga distancia del ejército estadounidense durante la Segunda Guerra Mundial y estuvo desplegado en todo el mundo. También se lo conoce como radar de Pearl Harbor , ya que era un equipo SCR-270 que detectó la incursión entrante unos 45 minutos antes de que comenzara el ataque a Pearl Harbor el 7 de diciembre de 1941 .
Se produjeron dos versiones, el SCR-270 móvil y el SCR-271 fijo que utilizaba la misma electrónica pero utilizaba una antena con una resolución algo mayor. También se produjo una versión mejorada, el SCR-289, pero tuvo poco uso. Las versiones -270 fueron finalmente reemplazadas por unidades de microondas más nuevas basadas en magnetrones de cavidad que se introdujeron en los EE. UU. durante la Misión Tizard . El único sistema de alerta temprana de este tipo que entró en acción en la Segunda Guerra Mundial fue el AN/CPS-1 , que estuvo disponible a mediados de 1944, a tiempo para el Día D. [2]
El Signal Corps había estado experimentando con algunos conceptos de radar ya a finales de la década de 1920, bajo la dirección del coronel William R. Blair, director de los Laboratorios del Signal Corps en Fort Monmouth , Nueva Jersey . Aunque el Ejército se centró principalmente en sistemas de detección de infrarrojos (una idea popular en ese momento), en 1935 el trabajo volvió a centrarse en el radar cuando uno de los recién llegados de Blair, Roger B. Colton, lo convenció de enviar otro ingeniero a investigar la Marina de los EE. UU . Proyecto de radar CXAM . William D. Hershberger fue a ver qué tenían y devolvió un informe positivo. Al obtener el apoyo de James B. Allison, el director de señales, lograron reunir una pequeña cantidad de fondos y desviaron parte de otros proyectos. Se organizó un equipo de investigación bajo la dirección del ingeniero civil Paul E. Watson .
En diciembre de 1936, el grupo de Watson tenía un prototipo funcional, que continuaron mejorando. En mayo de 1937 pudieron demostrar el aparato y detectaron un bombardero por la noche. Esta demostración resultó particularmente convincente por error; Originalmente se había ordenado al bombardero Martin B-10 que volara a un punto conocido para que el radar lo encontrara, pero no pudo ser localizado a la hora acordada. Luego, los operadores del radar buscaron el bombardero y lo localizaron a unas diez millas (16 km) de su posición prevista. Más tarde se supo que los vientos habían desviado el rumbo del bombardero, por lo que lo que iba a ser una simple demostración se convirtió en un ejemplo de localización y seguimiento por radar en el mundo real. El desarrollo de este sistema continuó como el SCR-268 , que finalmente evolucionó hasta convertirse en un excelente sistema de colocación de armas de corto a medio alcance .
En abril de 1937, un teniente. Davis, un oficial de un Escuadrón de Persecución del Cuerpo Aéreo del Ejército en la Zona del Canal de Panamá (CZ), envió una solicitud de un "Medio de Detección de Radio de Aeronaves" al Oficial Jefe de Señales (CSig.) del Ejército de los EE. UU., sin pasar por los canales normales de mando. . El SCR-268 no era realmente adecuado para esta necesidad, y después de su demostración en mayo recibieron nuevamente una solicitud de una unidad de largo alcance, esta vez de "Hap" Arnold , quien les escribió el 3 de junio de 1937.
Poco después, el Cuerpo de Señales se alarmó porque espías alemanes estaban observando su trabajo de radar y trasladó el desarrollo a Sandy Hook en Fort Hancock , el sitio de defensa de artillería costera de la Bahía Baja de Nueva York . Después de la mudanza, se comenzó inmediatamente a trabajar en la solicitud del Cuerpo Aéreo de lo que se conocería (en 1940) como "Radio Set SCR-270". Partes de la SCR-268 se desviaron a este nuevo proyecto, retrasando la finalización de la -268.
La versión no portátil, el SCR-271-A, s/n 1, fue entregada a la Zona del Canal y comenzó a operar en octubre de 1940 en Fort Sherman en el extremo atlántico del Canal de Panamá . Recogió aviones de pasajeros a 188 kilómetros (117 millas) en su prueba inicial. El segundo conjunto se instaló en la isla Taboga de Fort Grant en el extremo Pacífico del Canal en diciembre de 1940, dando así cobertura de radar al Canal de Panamá, de vital importancia pero vulnerable. Westinghouse aumentó rápidamente la producción y produjo 100 a finales de 1941.
Los operadores de equipos que fueron enviados al Canal de Panamá, Filipinas, Hawaii y otros lugares estratégicos se reunieron en una escuela de defensa aérea en Mitchel Field , Nueva York, en abril de 1941. La escuela fue la culminación de los esfuerzos iniciados en 1940, cuando el El Departamento de Guerra creó el Comando de Defensa Aérea encabezado por Brig. General James E. Chaney. [4] : 152 Hap Arnold encargó a Chaney que recopilara toda la información sobre el sistema de defensa aérea británico y transfiriera el conocimiento lo más rápido posible al ejército estadounidense. El mariscal del aire Dowding , uno de los diseñadores del sistema de defensa aérea de interceptación controlada desde tierra (GCI) utilizado durante la Batalla de Gran Bretaña , estuvo en la escuela y discutió con los generales estadounidenses el diseño y la urgencia de establecer el sistema hawaiano, enfatizando en particular la necesidad de una cobertura exhaustiva de los sitios de radar a lo largo de las costas. [5]
A pesar de la atención de alto nivel y la excelencia de la escuela en el entrenamiento sobre el uso del SCR-270 y su integración y coordinación con las interceptaciones de cazas, el ejército no siguió apoyando a los oficiales subalternos que fueron entrenados en esta sesión. La defensa aérea requería control directo de los activos distribuidos en unidades dispares; Los cañones antiaéreos, los radares y los aviones interceptores no estaban bajo un mando unificado. Este había sido uno de los principales problemas identificados por Robert Watson-Watt antes de la guerra, cuando una demostración de uno de los primeros sistemas de radar había salido cómicamente mal a pesar de que el sistema de radar en sí había funcionado perfectamente. Dowding era muy consciente de la importancia de un mando unificado, pero este conocimiento no dio lugar a cambios dentro de la estructura del ejército estadounidense.
El mayor del ejército Kenneth Bergquist regresó a Hawái después de asistir a la escuela Mitchel Field con la intención de establecer un sistema coordinado, pero cuando llegó descubrió que el liderazgo del ejército local no estaba interesado en el sistema y fue reasignado a su antigua unidad de combate. Sólo cuando empezó a aparecer equipo incomprensible, el ejército devolvió a Bergquist de su unidad de combate y le dijo que su trabajo era ensamblar el equipo cuando llegara. El comandante a cargo de la defensa de Hawái, el general Walter Short , tenía una vaga comprensión de las armas y tácticas que los tecnólogos del ejército (dirigidos por Hap Arnold ) los estaban presionando agresivamente para que adoptaran. Excepto en casos raros, hubo poco interés en ayudar o incluso cooperar con el objetivo de establecer el sistema de defensa aérea. Por iniciativa propia, Bergquist, junto con otros oficiales subalternos motivados, construyó un centro de control improvisado sin autorización y sólo a costa de mendigar.
Los primeros SR-270 entraron en funcionamiento en julio de 1941 y, en noviembre, Bergquist solo había reunido un pequeño equipo, pero pudieron construir un anillo de cuatro SCR-270-B alrededor de Oahu, con una unidad en reserva. Los radares se colocaron en la costa norte central ( Haleiwa ), Opana Point (extremo norte), en el noroeste en el punto más alto, el Monte Kaala , y uno en la esquina sureste en Koko Head. Sin embargo, inicialmente no se creó ningún sistema de comunicación real ni una cadena de informes. En un momento, los operadores de uno de los aparatos recibieron instrucciones de telefonear para informar desde una gasolinera situada a cierta distancia. Aunque las comunicaciones finalmente mejoraron, la cadena de mando no. Y por orden explícita del general Short, las estaciones de radar solo debían funcionar durante cuatro horas al día y cerrarse a las 7 de la mañana cada día. Por el contrario, el único radar operativo instalado en Filipinas fue puesto en vigilancia continua en tres turnos en respuesta a la advertencia de guerra enviada a todos los mandos en el extranjero a finales de noviembre. [6] : 225
El SCR-270 número de serie 012 se instaló en Opana Point , Hawaii , en la mañana del 7 de diciembre de 1941, tripulado por dos soldados, George Elliot y Joseph Lockard. Aunque se suponía que el set debía cerrar a las 7 de la mañana, los soldados decidieron recibir tiempo de entrenamiento adicional ya que el camión que los llevaría a desayunar llegaba tarde. A las 7:02 detectaron aviones acercándose a Oahu a una distancia de 130 millas (210 km) y Lockard llamó por teléfono al centro de información en Fort Shafter e informó "una gran cantidad de aviones que llegaban desde el norte, tres puntos al este". El operador que tomó su informe transmitió la información repitiendo que el operador enfatizó que nunca había visto algo así y que era "un vuelo tremendamente grande".
El informe se transmitió a un oficial inexperto y con formación incompleta, Kermit Tyler , que había llegado sólo una semana antes. Pensó que habían detectado un vuelo de B-17 que llegaba esa mañana desde Estados Unidos. Sólo había seis B-17 en el grupo, por lo que esto no podía explicar el gran tamaño del eco del radar. El oficial tenía pocos conocimientos de la tecnología, los operadores de radar desconocían el vuelo del B-17 (ni su tamaño), y los B-17 no tenían sistema IFF ( Identificación amigo o enemigo ), ni ningún procedimiento alternativo para identificar amigos distantes. como el que los británicos habían desarrollado durante la Batalla de Gran Bretaña . Los aviones japoneses que detectaron atacaron Pearl Harbor 55 minutos después, precipitando la entrada formal de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial .
La orientación norte del vuelo entrante no se transmitió a tiempo para ser útil. [7] En cambio, la flota estadounidense buscó infructuosamente hacia el suroeste de Hawaii, creyendo que el ataque había sido lanzado desde esa dirección. En retrospectiva, esto puede haber sido fortuito, ya que podrían haber corrido el mismo destino que los barcos en Pearl Harbor si hubieran intentado enfrentarse a la superior flota de portaaviones japonesa, con bajas potencialmente enormes.
Los radares de Oahu se pusieron en funcionamiento las 24 horas inmediatamente después del ataque. [7] Después del ataque japonés, la RAF acordó enviar a Watson-Watt a los Estados Unidos para asesorar al ejército sobre tecnología de defensa aérea. En particular, Watson-Watt llamó la atención sobre la falta general de comprensión en todos los niveles de control de las capacidades del radar, considerándolo a menudo como un dispositivo extraño "que produce observaciones instantáneas sobre objetivos que pueden ser o no aviones". El general Gordon P. Saville , director de Defensa Aérea en el cuartel general de la Fuerza Aérea del Ejército, se refirió al informe Watson-Watt como "una acusación condenatoria de todo nuestro servicio de alerta".
En Filipinas, a la Fuerza Aérea del Lejano Oriente no le fue mucho mejor que a la fuerza aérea defensora en Pearl Harbor. Aunque la FEAF tenía cinco SR-270B, sólo dos estaban en funcionamiento el 8 de diciembre de 1941, uno era un destacamento de Advertencia Aérea del Cuerpo de Marines del 4.º Regimiento de Infantería de Marina con base en la Base Naval de Cavite . El 29 de noviembre, en respuesta a la advertencia de guerra enviada a todos los mandos en el extranjero, el destacamento de radar estuvo en vigilancia continua en tres turnos. [6] : 225 Incluso con la detección correcta de vuelos enemigos desde el radar operativo de la AAF en Iba, la desorganización del comando resultó en que muchos de los cazas defensores en Filipinas también fueran atrapados en tierra y destruidos, al igual que la mayor concentración de B-17. (19) fuera de los EE. UU. continentales. El conjunto de Iba fue destruido en el ataque inicial a Iba el 8 de diciembre. Después del primer día, el poder de ataque efectivo de la Fuerza Aérea del Lejano Oriente había sido destruido y la fuerza de los cazas se había reducido seriamente. La unidad de Infantería de Marina fue retirada a Bataan en enero de 1942, donde se empleó con éxito junto con un radar antiaéreo SCR-268 para proporcionar advertencia aérea a un pequeño destacamento de P-40 que operaba desde campos primitivos. [8] : 48
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Comandantes clave [ ¿quién? ] responsable de la defensa de instalaciones [ ejemplo necesario ] vulnerables a ataques aéreos no apreció la necesidad y las capacidades de los activos de defensa aérea que tenían, y lo vital que era el radar para esas defensas. La vulnerabilidad quedó bien demostrada en los juegos de guerra, en particular los del Problema IX de la Flota de la Armada de los Estados Unidos , que aniquiló las esclusas del canal de Panamá, y el Problema de la Flota XIII , cuando la flota de Pearl Harbor fue destruida en un ataque simulado por 150 aviones en 1932. [9]
En Midway Island , en junio de 1942, se ubicaron una antena SCR-270 y una choza [10] en el extremo occidental de Sand Island. [11] Durante la Batalla de Midway , este radar se utilizó para advertir a la isla de los ataques aéreos japoneses entrantes [10] y para dirigir con éxito la intercepción del caza que siguió, pero el radar de la isla no jugó ningún papel significativo en el portaaviones principal. parte de acción de la batalla que siguió.
El ejército de los Estados Unidos construyó una serie de cinco estaciones de radar de alerta temprana equipadas con SCR-271 en el Dominio de Terranova en 1942 para proteger NS Argentia , McAndrew AFB , Ernest Harmon AFB y RCAF Torbay . [12] Las estaciones en Cape Spear ( Prime ) , Elliston Ridge ( Duo ) , St. Bride's ( Trio ) , Fogo Island ( Quad ) y Allan's Island ( Cinco ) , estaban tripuladas por el 685.º Escuadrón de Advertencia Aérea bajo el control operativo de Comando de la Base de Terranova en la Base de la Fuerza Aérea Pepperrell . [13] [14]
La clave para el funcionamiento del SCR-270 fue el tubo transmisor primario de 8 kW continuos/100 kW pulsado refrigerado por agua. Los primeros ejemplos se construyeron a mano, pero en octubre de 1938 se firmó un contrato con Westinghouse para proporcionar versiones de producción bajo la designación de Westinghouse "WL-530" y el número de tipo de Signal Corps "VT-122". [15] Un par de estos llegaron en enero de 1939 y se incorporaron al primer SCR-270 a tiempo para ser utilizados en las maniobras del Ejército ese verano. Siguieron varios componentes mejorados a medida que el Ejército ofrecía contratos adicionales para una eventual producción.
El -270 original constaba de un paquete de cuatro vehículos que incluía una furgoneta de operaciones K-30 para el equipo de radio y el osciloscopio, un camión generador de energía K-31 alimentado con gasolina, un remolque de plataforma K-22B y un K-32 prime. agente de mudanzas. El soporte plegable de la antena se obtuvo de una torre de perforación de pozos y se montó en el remolque para su movimiento. Cuando se abrió, tenía 55 pies (17 m) de altura y estaba montado sobre una base de 8 pies (2,4 m) de ancho que contenía motores para girar la antena. La antena en sí constaba de una serie de 36 dipolos de media onda respaldados por reflectores, dispuestos en tres bahías, cada bahía con doce dipolos dispuestos en una pila de tres de alto y cuatro de ancho. (Las versiones de producción posteriores del SCR-270 utilizaron 32 dipolos y reflectores, ya sea de ocho de ancho por cuatro de alto (fijo) o de cuatro de ancho por ocho de alto (móvil)).
En uso, la antena se giraba (giraba) mediante una orden desde la camioneta de operaciones, y el ángulo de acimut se leía observando con binoculares los números pintados en el plato giratorio de la antena. La velocidad máxima de rotación fue de una revolución por minuto. El radar operaba a 106 MHz, utilizando un ancho de pulso de 10 a 25 microsegundos y una frecuencia de repetición de pulso de 621 Hz. Con una longitud de onda de aproximadamente 3 metros (nueve pies), el SRC-270 era comparable al sistema Chain Home contemporáneo que se estaba desarrollando en Gran Bretaña, pero no a los radares UHF Würzburg más avanzados que se estaban desarrollando en Alemania. Esta longitud de onda resultó ser útil, ya que es aproximadamente del tamaño de la hélice de un avión y proporcionaba fuertes retornos dependiendo del ángulo. En general, tenía un alcance operativo de aproximadamente 150 millas (240 km) y constantemente captaba aviones a ese alcance. Un equipo de operaciones de campo de nueve personas estaba formado por un jefe de turno, dos operadores de osciloscopio, dos trazadores, dos técnicos y dos electricistas.
El documento militar estadounidense desclasificado "Radar de EE. UU. - Características operativas del equipo disponible clasificado por aplicación táctica" proporciona estadísticas de rendimiento para el SCR-270-D, a saber, "el alcance máximo de un solo bombardero que vuela a las alturas indicadas, cuando está colocado en una superficie plana". sitio al nivel del mar":
Los componentes del sistema SCR-270 incluyeron lo siguiente: [16]
El transmisor utilizó triodos duales WL530 refrigerados por agua configurados como un oscilador de línea resonante push-pull de alta potencia. [17] Las rejillas de los WL530 estaban conectadas a la salida del manipulador que proporcionaba un alto voltaje de polarización negativa que era interrumpido por pulsos de 621 Hz que conducían las rejillas de los WL530, permitiendo así que se produjera un pulso de RF. La línea de transmisión a la antena estaba conectada a derivaciones en las líneas resonantes del filamento.
Como se describió anteriormente, el manipulador/modulador produjo un voltaje de polarización de red para los tubos transmisores que los mantiene en corte, excepto por breves pulsos positivos que el manipulador produce 621 veces por segundo. La frecuencia de 621 Hz se deriva de un oscilador interno o de una fuente externa. , normalmente el osciloscopio. Las etapas de salida codificadas consistían en dos triodos de potencia de 450TH en serie, con la etapa final configurada como seguidor de cátodo .
El receptor tiene un diseño superheterodino , con un tetrodo dual 832 de alta potencia como primer amplificador de RF y un tubo amplificador multiplicador de electrones hexodo de haz orbital RCA 1630 [18] como segunda etapa amplificadora de RF. El oscilador local incluía un ajuste de sintonización en el panel frontal. El control de sensibilidad del receptor estaba ubicado de forma remota en el osciloscopio. Las dos etapas amplificadoras de RF y cuatro de FI de 20 MHz podrían producir suficiente ganancia para llenar la pantalla del osciloscopio con ruido. : 106
Una innovación clave en el SCR-270 fue un interruptor de transmisión-recepción (TR). El radar de control del reflector SCR-268 , que compartía mucha tecnología con el SCR-270, usaba antenas separadas para transmitir y recibir. Para obtener la máxima ganancia de antena en un tamaño determinado, es deseable usar la misma antena para ambas funciones. Un obstáculo es la necesidad de proteger el receptor de los impulsos de alta potencia producidos por el transmisor. Esto se resolvió colocando un explosor a través de una sección sintonizada en forma de "trombón" de la línea de transmisión. Los pulsos de energía de alto voltaje crearían una chispa, cortocircuitando la línea y creando un trozo resonante que impedía que la mayor parte de la energía del pulso llegara al receptor.
La pantalla del osciloscopio ( A-scope ) empleaba un tubo de rayos catódicos 5BP4 de cinco pulgadas de diámetro , el mismo tipo utilizado en el primer televisor RCA comercial , el TRK-5, introducido en 1939. El barrido normalmente se generaba a partir de un interno de 621 Hz. oscilador que también accionaba el manipulador, pero se podía utilizar una fuente externa. La señal de barrido pasó a través de un desfasador calibrado controlado por un gran volante en el panel frontal. El retraso entre los pulsos transmitidos y recibidos podría medirse con precisión colocando el pulso de transmisión debajo de una línea fina en la pantalla y luego ajustando el volante de manera que el pulso recibido estuviera debajo de la línea.
Dos tubos rectificadores WL-531 de alta potencia proporcionaron un voltaje de placa ajustable, hasta 15 kV a 0,5 A, al transmisor. Debido a la naturaleza pulsada del transmisor, se necesitó una pequeña cantidad de filtración.
El RU-4 hizo circular agua de refrigeración triplemente destilada a través de los triodos de alta potencia WL530 y enfrió el agua de retorno con un soplador. Se utilizó agua triple destilada para minimizar la corriente de fuga del alto voltaje en los ánodos de los tubos.
Las unidades posteriores incorporaron un sistema de control de dirección de antena que podía barrer un sector repetidamente. Sistemas aún posteriores agregaron controles adicionales para rotar la antena a 5 RPM para usarla con un indicador de posición en planta , como los radares modernos.
El generador estaba impulsado por un motor de gasolina LeRoi y podía producir 15 KVA de energía eléctrica.
Después de su uso por parte del ejército, la unidad de Pearl Harbor (s/n 012) fue prestada a la Universidad de Saskatchewan en Saskatoon (junto con una segunda unidad al Consejo Nacional de Investigación en Ottawa ), quienes, desconociendo su historia, la utilizaron. para obtener imágenes de la aurora por primera vez en 1949. La técnica se publicó en 1950 en Nature y fue un campo de investigación activa durante algún tiempo. En 1990, después de que el radar hubiera estado abandonado durante años, recibieron una llamada telefónica informándoles de la naturaleza histórica del radar y solicitando que lo enviaran de regreso a los EE. UU. para su preservación. Actualmente se encuentra en el Museo Nacional de Electrónica, cerca de Baltimore . [19] Una segunda unidad sin restaurar se encuentra en la colección del Museo de Artillería de Defensa Aérea del Ejército de EE. UU. en Fort Sill y será objeto de restauración en 2020.
A principios de 1940 se dio un primer paso hacia la coordinación de la defensa aérea cuando el Departamento de Guerra creó el Comando de Defensa Aérea. Encabezado por Brig. General James E. Chaney y ubicado en Mitchel Field, Nueva York, el comando era principalmente una agencia de planificación, encargada del desarrollo de un sistema de defensa aérea unificada para ciudades, áreas industriales vitales, bases continentales y ejércitos en el campo.
Vista de 1942 de un SCR-271 en la [Escuela de instalación y mantenimiento de radares en Camp Evans] http://www.campevans.org/history/radar/wwii-radar-array-scr-270-and-scr-271-cs -2005-12-08l, Wall, Nueva Jersey