El Laboratorio de Investigación Balística ( BRL ) era un centro de investigación dependiente del Cuerpo de Artillería del Ejército de los EE. UU. y, posteriormente, del Comando de Material del Ejército de los EE. UU. que se especializaba en balística, así como en análisis de vulnerabilidad y letalidad. Situado en Aberdeen Proving Ground , Maryland, el BRL sirvió como un importante centro del Ejército para la investigación y el desarrollo de tecnologías relacionadas con fenómenos de armas, blindaje, física de aceleradores y computación de alta velocidad. [1] [2] En 1992, el BRL se disolvió y su misión, personal e instalaciones se incorporaron al recién creado Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. (ARL). [3]
El laboratorio es quizás más conocido por encargar la creación del Integrador Numérico Electrónico y Computadora (ENIAC), la primera computadora digital electrónica de propósito general. [4]
La historia del Laboratorio de Investigación Balística se remonta a la Primera Guerra Mundial con la Oficina del Jefe de Artillería (OCO) dentro del Ejército de los EE. UU. Durante el primer año de participación de EE. UU. en la guerra, OCO fue responsable de supervisar los disparos balísticos en Sandy Hook Proving Ground en Nueva Jersey y calcular las tablas de tiro para el Ejército. [5] Estas tablas de tiro jugaron un papel vital en el esfuerzo bélico, porque las unidades de artillería de campaña dependían en gran medida de ellas para determinar el ángulo de elevación adecuado que un proyectil específico requería para alcanzar un objetivo a una distancia específica con una carga propulsora dada. También se utilizaron para predecir la trayectoria del proyectil y corregir las variaciones en la temperatura atmosférica, la densidad del aire, el viento y otros factores. [6] Sin embargo, Sandy Hook Proving Ground se cerró en 1917 debido a su tamaño inadecuado y su proximidad al puerto de Nueva York . Posteriormente, las operaciones se trasladaron al recién establecido Aberdeen Proving Ground en el condado de Harford . A principios de 1918, casi todos los disparos de prueba de OCO se llevaron a cabo en el campo de pruebas de Aberdeen. [5] [7]
A medida que la guerra continuaba, el Jefe de Artillería creó una División de Balística para el OCO el 6 de abril de 1918, para mantenerse al día con la creciente demanda de tablas de tiro y otros datos balísticos. El Mayor Forest Moulton , un ex profesor de astronomía de la Universidad de Chicago , fue el primer jefe de la División de Balística. Durante su mandato, Moulton renovó la forma en que la división realizaba su trabajo balístico y reclutó a una gran cantidad de científicos altamente capacitados para ampliar el personal. [5] [8]
En 1919, la OCO se reorganizó en cuatro partes principales: la Oficina General, el Servicio de Fabricación, el Servicio de Campo y el Personal Técnico, de acuerdo con los requisitos de las operaciones en tiempos de paz. En 1935, se creó la División de Investigación en el Campo de Pruebas de Aberdeen y se puso bajo el control del Personal Técnico. Dirigida por el coronel Hermann H. Zornig, la División de Investigación inicialmente constaba de solo 30 personas. Sin embargo, a pesar del pequeño tamaño del personal, el grupo supervisó seis secciones diferentes de trabajo balístico: Balística Interior, Balística Exterior, Mediciones Balísticas, Ingeniería de Artillería, Informática y Reserva de Guerra. La Sección de Balística Interna era responsable de la investigación matemática y experimental que hizo avanzar la teoría de la balística interior y la investigación de los principios de diseño de armas. La Sección de Balística Exterior se centró en las trayectorias y características de vuelo de proyectiles y bombas, que influyeron en el diseño de nuevas municiones. La Sección de Mediciones Balísticas desarrolló dispositivos de medición balística mejorados, mientras que la Sección de Ingeniería de Artillería realizó análisis cinemáticos y mecánicos de los mecanismos y montajes de los cañones. La Sección de Informática se encargó de preparar tablas de disparo y bombardeo para municiones y bombas estándar, y la Sección de Reserva de Guerra fue responsable de la vigilancia de las municiones almacenadas. [5]
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En 1938, la División de Investigación pasó a llamarse Laboratorio de Investigación Balística para dar mayor énfasis a la misión básica de la organización, y el coronel Zornig se convirtió en su primer director. Al año siguiente, el Cuerpo Aéreo del Ejército contribuyó con fondos al BRL para un nuevo edificio que albergaría instalaciones de laboratorio adicionales como muestra de gratitud por el trabajo del laboratorio en balística de bombas. Este edificio fue designado como Edificio 328 y se completó en 1941. [5] [9] [10]
El Laboratorio de Investigación Balística amplió aún más sus capacidades y rápidamente ganó prominencia durante el lapso de tiempo de la Segunda Guerra Mundial . En comparación con su personal inicial de 65 personas con un presupuesto anual de $120,000 en 1940, BRL creció hasta tener más de 700 personas con un presupuesto anual de $1.6 millones en 1945. [5] Era responsable de realizar investigaciones básicas y técnicas en balística y otros campos científicos relacionados, así como de supervisar el desarrollo de técnicas informáticas, la preparación de tablas balísticas y el suministro de información sobre varios efectos de armas. [11] A diferencia de los laboratorios civiles cuyas producciones estaban inherentemente restringidas por las anticipaciones de la demanda del mercado, BRL debió una parte significativa de su éxito a cómo el desarrollo de sus instrumentos y tecnologías reflejaba solo lo que necesitaba el Ejército. Se le proporcionó suficiente flexibilidad al laboratorio para que pudiera improvisar soluciones a problemas particulares y luego refinar esas improvisaciones para un uso más amplio. [5]
En 1940, Zornig estableció un Consejo Asesor Científico y nombró a eminentes científicos e ingenieros estadounidenses para realizar varias tareas para BRL. [12] Los miembros originales del comité consistieron en el aerodinámico Hugh Dryden , el físico Albert Hull , el químico físico Bernard Lewis , el astrónomo Henry Russell , el físico Isidor Rabi , el químico físico Harold Urey , el ingeniero aeroespacial Theodore von Karman y el matemático John von Neumann . [13]
Durante la mayor parte de la guerra, una parte importante de los esfuerzos del BRL se dirigieron a probar armas y calcular tablas de disparo y bombardeo. Sin embargo, el laboratorio también participó en la mejora significativa del control de calidad de la munición almacenada, así como en la formación y el despliegue de equipos de servicio técnico para calibrar las armas en el campo de batalla. Además, el BRL proporcionó asistencia de análisis técnico al Ejército de los EE. UU. y a las Fuerzas Aéreas del Ejército, como la determinación del patrón de bomba óptimo para los bombardeos, la mejora de la precisión de la artillería aérea y la realización de estudios sobre la vulnerabilidad del cañón alemán de 88 mm a los proyectiles fragmentadores. Cerca del final de la guerra, el BRL también llevó a cabo una serie de experimentos para evaluar la vulnerabilidad y la capacidad de supervivencia de los aviones del Ejército de los EE. UU. [11] En agosto de 1943, la Orden 80 del Departamento de Artillería designó al BRL como la principal organización de investigación del Departamento de Artillería del Ejército de los EE. UU . [5]
Uno de los principales acontecimientos que tuvieron lugar en el BRL durante la guerra fue la instalación del primer túnel de viento supersónico de los Estados Unidos. La recomendación de construir un túnel de viento en el Aberdeen Proving Ground fue hecha en 1940 por Theodore von Karman, miembro del Comité Asesor Científico. Karman propuso que un túnel de viento mejoraría enormemente la investigación balística, ya que podría producir velocidades tanto subsónicas como supersónicas. Poco después, el Laboratorio Aeronáutico Guggenheim del Instituto de Tecnología de California recibió el encargo de diseñar un túnel de viento que pudiera producir velocidades de hasta Mach 4,3. Sin embargo, el túnel de viento no se construyó hasta el otoño de 1943 y no estuvo listo para su uso hasta noviembre de 1944. [5] Una vez finalizado, Edwin Hubble , el jefe de la División de Balística Externa, fue designado como el primer jefe del Túnel de Viento Supersónico, y el subdirector del BRL, Robert Kent, fue asignado como segundo jefe. [14] El túnel de viento se utilizó principalmente para obtener información básica de diseño para el desarrollo y modificación de bombas, cohetes y otros proyectiles estabilizados por aletas. [5]
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Durante el período de entreguerras entre la Primera y la Segunda Guerra Mundial, la necesidad de un método más rápido y eficiente para construir tablas de tiro de artillería impulsó a BRL a considerar las posibles aplicaciones del cálculo digital. [5] En 1935, antes de que la División de Investigación se convirtiera en BRL, el personal técnico adquirió una copia del analizador diferencial Bush , que podía calcular una trayectoria de 60 segundos en unos 15 minutos en comparación con las aproximadamente 20 horas realizadas por una persona con una calculadora de escritorio. [6] Sin embargo, incluso el analizador diferencial no fue suficiente para mantenerse al día con las necesidades del Ejército de los EE. UU. [5] En 1941, la producción de tablas de tiro estaba tan atrasada que BRL se apresuró a encontrar cualquier medio para acelerar el proceso de cálculo balístico. [6] Para aliviar la carga de trabajo, el laboratorio capacitó a casi 100 graduadas femeninas de universidades de todo el noreste para calcular tablas de tiro balístico. Cuando se formó el Cuerpo de Mujeres del Ejército , las personas asignadas al cálculo balístico recibieron formación en Filadelfia y fueron enviadas al campo de pruebas de Aberdeen. [15] [16] Durante este tiempo, el coronel Paul Gillon del OCO tenía su atención en la Escuela Moore de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Pensilvania . Gillon, que supervisaba los cálculos balísticos necesarios para las tablas de disparo y bombardeo, sabía que existía una versión mejorada del analizador diferencial de Bush en la Escuela Moore. [17]
En 1942, John Mauchly y John Presper Eckert de la Escuela Moore presentaron una propuesta a BRL que detallaba la creación de un dispositivo de cómputo de alta velocidad para calcular trayectorias balísticas. [18] El 5 de junio de 1943, el Cuerpo de Artillería del Ejército y la Universidad de Pensilvania firmaron un contrato de seis meses por un monto de $61,700 para la construcción del Integrador y Computadora Numérico Electrónico , o ENIAC. [6]
Conocida como “Proyecto PX”, la construcción secreta del modelo piloto se llevó a cabo en la Escuela Moore con Eckert como ingeniero jefe y Mauchly como consultor principal. [4] Sin embargo, la construcción de la ENIAC resultó ser más ardua de lo esperado. En 1944, solo se completaron dos de los cuatro acumuladores . Mientras tanto, BRL solo se había quedado atrás en cuanto a la demanda de mesas de encendido. Aunque el número de solicitudes de mesas alcanzó las 40 por semana, BRL solo pudo producir unas 15. Pero a pesar del lento progreso, los acumuladores terminados funcionaron el doble de rápido que la velocidad estipulada inicialmente, operando a 200.000 pulsos por segundo. Impresionada por esta demostración, BRL acordó aumentar el número de acumuladores en la ENIAC de cuatro a veinte, retrasando aún más su finalización pero obteniendo a cambio una máquina mucho más potente. Como resultado, la ENIAC no se terminó hasta noviembre de 1945, tres meses después del final de la guerra. [19] A lo largo de la construcción de ENIAC, se realizaron nueve suplementos adicionales al contrato inicial, lo que aumentó el costo total del Proyecto PX a $486.800. [6]
El ENIAC nunca se utilizó durante la Segunda Guerra Mundial, por lo que su primer trabajo al completarse fue calcular la viabilidad de un diseño propuesto para la bomba de hidrógeno . [20] Pero si bien el ENIAC podía realizar cálculos balísticos a velocidades impresionantes, se vio frenado por su falta de capacidad de almacenamiento interno de programas. [21] Los científicos tardaron un mes en completar el cálculo debido a los miles de pasos involucrados, así como a la incapacidad del ENIAC para almacenar programas o recordar más de veinte números de 10 dígitos. Sin embargo, la computadora electrónica reveló varios fallos en el diseño propuesto de la bomba que habrían sido casi imposibles de identificar de otra manera. [20]
La inauguración oficial de ENIAC tuvo lugar el 15 de febrero de 1946 en la Escuela Moore, y la máquina se trasladó a su sede permanente en Aberdeen Proving Ground en enero de 1947. [22] Durante una demostración formal de ENIAC en 1946, el Ejército demostró que la máquina podía resolver 5.000 problemas de suma o 50 problemas de multiplicación en un segundo. [23] Mientras que el analizador diferencial de Bush podía calcular una trayectoria de 60 segundos en unos 15 minutos, ENIAC podía hacer lo mismo en unos 30 segundos. [6] En 1948, BRL convirtió ENIAC en una computadora con programa fijo almacenado internamente y la utilizó para realizar cálculos no solo para balística, sino también para predicción meteorológica , estudios de rayos cósmicos , ignición térmica y otras tareas científicas. Además, también se puso a disposición de las universidades de forma gratuita. [4]
Pero incluso antes de que ENIAC estuviera en funcionamiento, BRL ya había comenzado a planificar el desarrollo de una computadora con programa almacenado conocida como Electronic Discrete Variable Computer o EDVAC. En 1944, en medio del desarrollo de ENIAC, Mauchley y Eckert propusieron la creación de EDVAC para compensar las deficiencias de ENIAC. A diferencia de su predecesor, EDVAC estaba planeado para tener un procesador central y una memoria tanto para datos como para programas. [24] Durante este tiempo, John von Neumann se involucró en el trabajo tanto de ENIAC como de EDVAC y estuvo entre los que apoyaron la financiación del proyecto EDVAC. En octubre de 1944, el Departamento de Artillería emitió un contrato y 105.600 dólares en financiación para el desarrollo de esta nueva máquina con la supervisión del proyecto asignada a BRL. [4] Construido como un esfuerzo de colaboración entre BRL, la Escuela Moore, el Instituto de Estudios Avanzados y la Oficina Nacional de Normas , el EDVAC se completó e instaló en BRL en 1949. Sin embargo, no estuvo operativo hasta 1952 debido a problemas de diseño. Para entonces, BRL ya había adquirido el Ordnance Discrete Variable Automatic Computer (ORDVAC), que el laboratorio había encargado a la Universidad de Illinois para construir. Como resultado, BRL fue el centro de cómputo más grande del mundo por un breve tiempo en 1952 con ENIAC, EDVAC y ORDVAC en su posesión. [6]
Después de la Segunda Guerra Mundial, las seis ramas del BRL fueron elevadas a la categoría de laboratorio en agosto de 1945, lo que llevó a la formación del Laboratorio de Balística Interior, el Laboratorio de Balística Exterior, el Laboratorio de Balística Terminal, el Laboratorio de Ingeniería de Artillería, el Laboratorio de Medidas Balísticas y el Laboratorio de Computación. [5] Estos seis laboratorios fueron denominados colectivamente Laboratorios de Investigación Balística. [14] En 1953, el BRL reemplazó el Laboratorio de Ingeniería de Artillería por otro laboratorio llamado Laboratorio de Sistemas de Armas para aumentar la investigación en la evaluación de la eficacia y la vulnerabilidad de las armas. [25] La era de posguerra también vio al BRL administrar más de su investigación a través de contratistas privados y otras agencias gubernamentales. Alrededor del 25 por ciento de la asignación total para investigación de 1953 a 1956 se canalizó de esta manera. [5] En 1958, el BRL estableció la Agencia del Sistema de Armas Futuras para proporcionar una fuente imparcial de asesoramiento sobre nuevos programas de desarrollo de armas al Cuerpo de Artillería. [25]
A lo largo de los años 1960 y 1970, BRL aumentó su enfoque en la adquisición de objetivos, guía y tecnología de control y amplió su investigación para incluir sistemas de armas más sofisticados. Al mismo tiempo, el laboratorio interrumpió la investigación sobre tecnologías que se consideraban suficientemente maduras y transfirió gran parte de sus operaciones de rutina o servicio a otras agencias. Esta transición incluyó la transferencia de su Instalación de Radiación de Pulso al Comando de Prueba y Evaluación del Ejército , la transferencia del Acelerador Tandem Van de Graaff a la Universidad de Pensilvania y el cierre de los túneles de viento de BRL. Con la disolución del Cuerpo de Artillería del Ejército de los EE. UU. en 1962, BRL fue colocado bajo el nuevo Comando de Material del Ejército de los EE. UU. (AMC) junto con organizaciones como el Laboratorio Harry Diamond. Sin embargo, BRL fue clasificado como una Actividad de Clase II, lo que lo hizo independiente de la administración del Comando del Campo de Pruebas de Aberdeen y le permitió a BRL recibir fondos directamente del AMC. [25]
A medida que el Ejército continuó racionalizando sus instalaciones de investigación en un esfuerzo por eliminar funciones superpuestas, los Laboratorios de Investigación Balística experimentaron varios cambios organizativos. En 1968, el Ejército consolidó el BRL, el Laboratorio de Ingeniería Humana , el Laboratorio de Recubrimientos y Productos Químicos, el Laboratorio de Defensa Nuclear y la Agencia de Análisis de Sistemas de Material del Ejército (AMSAA) para formar el Centro de Investigación y Desarrollo de Aberdeen (ARDC). En esta nueva estructura organizativa, cada uno de los cinco laboratorios estaba dirigido por un director técnico civil que reportaba directamente a un oficial al mando compartido. [3] [26] Este cambio coincidió con una importante reorganización interna dentro del BRL. Si bien los Laboratorios de Balística Interior, Exterior y Terminal del BRL permanecieron sin cambios, el Laboratorio de Medidas Balísticas se convirtió en el Laboratorio de Firmas y Propagación, y el Laboratorio de Sistemas de Armas se asignó a la AMSAA. En 1969, después de que se estableciera oficialmente el ARDC, el Laboratorio de Defensa Nuclear fue absorbido por el BRL y rebautizado como Laboratorio de Efectos Nucleares. [25]
En septiembre de 1972, el Centro de Investigación y Desarrollo de Aberdeen fue desmantelado y el BRL volvió a ser una Actividad de Clase II bajo el AMC. Poco después, el BRL creó el Laboratorio de Análisis de Conceptos y el Laboratorio de Radiación para reemplazar su Laboratorio de Firmas y Propagación y el Laboratorio de Efectos Nucleares, respectivamente. En 1976, los Laboratorios de Investigación Balística fusionaron todos los laboratorios existentes bajo su mando para convertirse una vez más en el nuevo Laboratorio de Investigación Balística. Como resultado, los siete laboratorios se convirtieron en seis nuevas divisiones: la División de Balística Interior, la División de Lanzamiento y Vuelo, la División de Balística Terminal, la División de Modelado Balístico, la División de Análisis de Vulnerabilidad y la División de Soporte Informático. [25]
En 1992, el Laboratorio de Investigación Balística fue uno de los siete laboratorios del Ejército que se fusionaron para formar el Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos. Sus operaciones se dividieron en tres partes, cada una de las cuales se fusionó en diferentes direcciones del ARL. La mayor parte del BRL formó el núcleo de la Dirección de Tecnología de Armas, que más tarde se convirtió en la Dirección de Investigación de Armas y Materiales. Los elementos de tecnología informática del BRL migraron a la Dirección de Ciencias de la Información y Computacionales Avanzadas, que más tarde se convirtió en la Dirección de Ciencias de la Información y Computacionales. Por último, el componente de análisis de vulnerabilidad del BRL pasó a formar parte de la Dirección de Análisis de Letalidad/Supervivencia del ARL. [2]
Entre 1940 y 1977, el Comité Científico Asesor ayudó a asesorar al Director del BRL sobre los aspectos científicos y técnicos de las armas balísticas. El comité fue creado por primera vez por el director del BRL, Hermann Zornig, con la ayuda del matemático estadounidense Oswald Veblen , el científico jefe del BRL. Compuesto por científicos e ingenieros muy aclamados, el comité influyó en muchas de las decisiones del BRL con respecto a las nuevas instalaciones, mantuvo al laboratorio informado sobre los últimos avances en varios campos científicos y proporcionó información sobre las causas de los problemas comunes. [25] Los miembros del Comité Científico Asesor también estaban generalmente disponibles para consultas individuales sobre asuntos específicos. [5]
Con el tiempo, varias figuras prominentes se unieron al Comité Asesor Científico. Estos miembros incluyeron al físico de rayos cósmicos Thomas H. Johnson , el matemático Edward J. McShane , el físico David L. Webster y el científico aeronáutico Clark Millikan . [12] [27] [28] El Comité Asesor Científico se disolvió más tarde en 1969, pero fue restablecido nuevamente por el director de BRL, Robert Eichelberger, en 1973. [29] Sin embargo, el comité fue abolido permanentemente en abril de 1977 como resultado de los esfuerzos de la administración del presidente Jimmy Carter para disminuir el número de comités utilizados por las agencias federales. Los miembros del último comité fueron el químico Joseph E. Mayer , el ingeniero aeroespacial Homer J. Stewart , el mayor general del ejército Leslie Earl Simon , el teniente general del ejército Austin Betts, el experto en explosivos JV Kaufman, el subsecretario adjunto del ejército Charles Poor, el científico informático Morris Rubinoff, el físico Martin Summerfield y el ingeniero aeronáutico Herbert K. Weiss. [25]
El Laboratorio de Investigación Balística sirvió como un establecimiento de investigación principal para realizar investigaciones en los campos de las ciencias físicas y matemáticas para diseñar y mejorar los sistemas de armas del Ejército. Más allá de las municiones, el BRL participó en una amplia gama de áreas de investigación como parte de su misión. [30] Su investigación incluía las ciencias atmosféricas , aunque el trabajo en este campo finalmente se transfirió al Laboratorio de Ciencias Atmosféricas en 1976. [26]
A medida que la computación de alta velocidad se convirtió en una prioridad importante del Ejército, BRL jugó un papel importante en el desarrollo de la computadora moderna mientras el laboratorio trabajaba para aumentar el ritmo de los cálculos militares. Además de ayudar al desarrollo de algunas de las primeras computadoras electrónicas del mundo, BRL se centró en realizar avances tanto en hardware como en software con énfasis en aumentar la velocidad de operación, la facilidad de programación y la economía general de sus computadoras. [5] Después de la exitosa demostración de sus primeras computadoras electrónicas, BRL continuó invirtiendo fuertemente en la investigación de computación de alta velocidad. En 1956, los investigadores de BRL comenzaron a desarrollar una nueva computadora por su cuenta llamada Ballistic Research Laboratories Electronic Scientific Computer , o BRLESC. Completado en 1961, fue considerado brevemente el ordenador más rápido del mundo antes de ser superado rápidamente por el IBM 7030 Stretch . En 1967, BRL desarrolló una computadora digital de estado sólido llamada BRLESC II, que fue diseñada para funcionar 200 veces más rápido que ORDVAC. BRLESC I y II se convirtieron en los últimos ordenadores diseñados y desarrollados por BRL. Después de realizar operaciones las 24 horas del día durante más de una década, tanto BRLESC I como II se cerraron en 1978. A pesar de esto, BRL continuó realizando investigaciones sobre computación de alta velocidad y participó en el desarrollo de nuevo hardware y software como el procesador de elementos heterogéneos y ping . [6]
La investigación balística interior en BRL se centró principalmente en mejorar la propulsión de municiones y aumentar la velocidad de los misiles del Ejército. Para lograr este objetivo, BRL desarrolló nuevos propulsores que proporcionaban más potencia y energía manteniendo la estabilidad y el control. [30] Dicho trabajo implicó analizar la química de las llamas, la mecánica del proceso de lanzamiento y las propiedades físicas y químicas de los propulsores. Los objetivos de investigación deseados incluían una mayor velocidad inicial, una mejor combustión de los propulsores, la eliminación de los disparos en parado , la reducción de la erosión del cañón, la reducción del fogonazo y el humo en la boca del cañón, la disminución del peso del arma y mejores mecanismos de retroceso. Al principio de su historia, los dos objetivos principales de BRL eran aprender más sobre los procesos fundamentales de la balística interior para diseñar mejores armas y desarrollar métodos más precisos para predecir cómo funcionarían esas armas. Esto significó que muchos de los estudios que realizó el laboratorio se concentraron en cuestiones relacionadas con la interacción del propulsor con la munición. Los investigadores del BRL también se centraron en gran medida en la química física de los propulsores, así como en las cualidades termodinámicas de los gases de pólvora producidos al quemar el propulsor. La investigación del BRL en balística interior condujo a una gama más amplia de propulsores para diferentes sistemas de armas que alcanzaban velocidades más altas. [5] A medida que la tecnología de artillería se volvió más sofisticada, el BRL utilizó sus computadoras electrónicas para desarrollar programas digitales que simulaban el rendimiento balístico interior de sus sistemas de armas. Los datos balísticos interiores de los disparos de armas también ayudaron a los investigadores del BRL a crear modelos para guiar el diseño de municiones futuras. A mediados del siglo XX, el laboratorio había comenzado a desarrollar propulsores para cohetes avanzados y municiones de gran calibre. Los investigadores también participaron en estudios relacionados con la ignición, la combustión, la cinemática de las armas y la erosión del cañón de las armas. [25]
La investigación en balística exterior en el BRL se centró en el diseño exterior de los misiles del Ejército y los fenómenos aerodinámicos que influyen en su vuelo. Además de las fuerzas conocidas, como la resistencia y la sustentación, los investigadores del BRL se encargaron de analizar los factores potenciales que podrían influir en el comportamiento de un proyectil, como los efectos de la fuerza y el momento Magnus . Tanto los estudios teóricos como los experimentales ayudaron a los investigadores del BRL a crear nuevas técnicas para diseñar misiles aerodinámicamente estables. Una de las tareas más importantes que realizó el BRL fue desarrollar técnicas para predecir la estabilidad dinámica de los diseños propuestos de misiles estabilizados por giro. Sin embargo, los investigadores también analizaron diseños de proyectiles estabilizados por aletas. Otras áreas de investigación incluyeron el análisis de las capas límite, las tasas de calentamiento y las interacciones químicas entre el proyectil en movimiento y el aire y los campos eléctricos circundantes. [5] [30] La división de balística exterior del BRL no solo era responsable del desarrollo de mejores proyectiles y técnicas de disparo. Esta sección del laboratorio también estaba a cargo de preparar las tablas de disparo y bombardeo para los soldados en el campo. Durante la Segunda Guerra Mundial, la precisión de las armas se convirtió en un punto focal crítico para los investigadores del BRL, quienes dirigieron gran parte de su esfuerzo en tiempos de guerra a refinar el rendimiento balístico de los proyectiles. Para probar el rendimiento de diferentes proyectiles en diversas condiciones, el laboratorio dependió en gran medida de los túneles de viento supersónicos y los rangos aerodinámicos instalados en Aberdeen Proving Ground. Los túneles de viento se utilizaron ampliamente a fines de la década de 1950 para el programa de viento cruzado del BRL, que surgió de la necesidad del Ejército de obtener datos aerodinámicos para preparar tablas de tiro para municiones de aviones disparadas en grandes ángulos de guiñada iniciales. [5] Durante la carrera espacial , el BRL ayudó en el desarrollo de varias naves espaciales, incluidos los proyectos Mercury , Gemini y Apollo . El laboratorio también participó en investigaciones sobre física atmosférica de gran altitud, física de fluidos y aerobalística experimental, así como en el desarrollo de misiles balísticos intercontinentales . [25]
La investigación en balística terminal en el BRL estudió los efectos subyacentes de las armas al impactar en su objetivo. Los investigadores del BRL en este campo realizaron trabajos experimentales y teóricos sobre el comportamiento de impacto de los proyectiles e investigaron temas como los mecanismos de penetración, fragmentación, balística de heridas, detonación, propagación de ondas de choque y combustión. [30] Durante la era posterior a la Segunda Guerra Mundial en particular, el BRL intensificó su investigación en balística terminal en respuesta a la necesidad del Ejército de sistemas de armas más destructivos con mayor potencia de fuego. Esta división del laboratorio también se centró en la investigación de la física nuclear y participó en pruebas de campo de explosiones nucleares. BRL desarrolló y proporcionó toda la instrumentación para medir las ráfagas de aire, las velocidades de choque y las presiones hidrostáticas para la Operación Buster-Jangle y la Operación Tumbler-Snapper en 1952, la Operación Upshot-Knothole en 1953, la Operación Castle en 1954 y la Operación Teapot en 1955. [5] El laboratorio también realizó investigaciones sobre las ráfagas de aire durante la Operación Blowdown en 1963 y la Operación Distant Plain en 1966 y 1967. Además, una gran parte de la investigación básica se dirigió al desarrollo de modelos matemáticos predictivos y programas informáticos. Si bien la balística terminal jugó un papel importante en el diseño y la evaluación de armas, BRL utilizó los datos experimentales para desarrollar también tecnologías de protección, incluidos varios tipos de blindaje de tanques. El laboratorio también realizó investigaciones sobre los efectos de los rayos láser a partir de la década de 1960. [25]
Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, la Oficina del Jefe de Artillería asignó a BRL la realización de análisis de vulnerabilidades de aeronaves y municiones de combate e implementar planes para reducir esas vulnerabilidades. Con el tiempo, BRL amplió esta función para evaluar todo tipo de sistemas de armas y vehículos y aplicó sus hallazgos para mejorar los diseños futuros. El laboratorio no solo realizó análisis de vulnerabilidades en los sistemas de armas estadounidenses para mejorar su rendimiento, sino que también analizó los sistemas de combate enemigos para identificar sus debilidades. Si bien esta era una tarea relativamente pequeña en comparación con algunas de sus otras funciones, el análisis y la reducción de vulnerabilidades se convirtieron en el foco central de toda una división dentro de BRL, ya que los investigadores realizaron estudios sobre métodos para aumentar la eficacia de la tecnología del Ejército. A lo largo de la Guerra de Vietnam , los investigadores de BRL tuvieron la tarea de analizar continuamente los daños de combate a las aeronaves estadounidenses. El laboratorio también probó los efectos de las armas nucleares en vehículos aéreos y misiles utilizando cargas explosivas de alta potencia para simular la explosión de un arma nuclear. En general, el BRL funcionó como el laboratorio principal del Ejército en el análisis de vulnerabilidad con respecto al combate y otros daños externos, mientras que el Laboratorio de Evaluación de Vulnerabilidad del Ejército realizó análisis de vulnerabilidad con respecto a la susceptibilidad a la guerra electrónica. [25]
La investigación de sistemas de armas en el BRL generalmente se refería al estudio de varias municiones desde un punto de vista de análisis operativo. Estos estudios se centraban en mejorar la eficacia de varias armas, como cañones y cohetes, contra una amplia variedad de objetivos, desde personal hasta tanques armados. Esta investigación se realizó principalmente para evaluar y predecir cómo se comportaría cada sistema de armas en una situación determinada. [30] A principios de la década de 1950, el BRL se basó en técnicas de investigación de operaciones para evaluar tanto los sistemas de armas como el enfoque experimental con el que se evaluaban. El laboratorio también incorporó conceptos de la teoría de juegos para desarrollar programas que simulaban batallas que les permitían analizar diferentes tácticas y el uso de armas particulares en ciertas situaciones. Los datos recopilados de estos estudios, en gran parte con la ayuda de las computadoras electrónicas del BRL, ayudaron a guiar el desarrollo de armas para el Ejército, ya que los investigadores del BRL formularon qué sistema de armas funcionaba mejor contra objetivos específicos en diversas circunstancias. Después de 1968, el enfoque de la investigación de sistemas de armas se trasladó al desarrollo de nuevos enfoques técnicos para resolver los problemas del Ejército. Los investigadores del BRL también planificaron la posibilidad de una guerra nuclear total y, por lo tanto, se concentraron en gran medida en evaluar misiles balísticos intercontinentales, plataformas de defensa aérea y sistemas submarinos avanzados. El BRL también realizó numerosos estudios que tomaron en consideración factores como la relación costo-beneficio y la disponibilidad de municiones. [25]
El Laboratorio de Investigación Balística participó en el desarrollo de muchas tecnologías y técnicas originales como parte de su misión en el Ejército. Algunos ejemplos son los siguientes:
El Laboratorio de Investigación Balística también probó y evaluó una amplia variedad de armas y otras tecnologías:
Además, BRL brindó apoyo de investigación para el desarrollo de los siguientes misiles: los misiles balísticos Atlas , Titan y Minuteman , el misil táctico de dos etapas Pershing , los misiles tierra-aire Hawk y Lance , el sistema de armas nucleares Davy Crockett , el misil antibalístico Nike Zeus , el misil balístico Polaris , el misil balístico Skybolt , el misil tierra-superficie Sergeant , el vehículo de lanzamiento Mercury y el cohete Saturno V. [25 ]
BRL participó en varios programas de investigación a gran escala que dieron lugar a importantes hitos científicos, entre los que se incluyen los siguientes:
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