Добро пожаловать на Wargaming.net Wiki!
Варианты
/
/
Радары США

Радары США

Перейти к: навигация, поиск
ed-stem-field-trip-war3.jpg
Развитие радиоэлектроники в США в предвоенные годы позволило создавать широкий спектр устройств радиолокации уже в самом начале Второй мировой войны. Радарами были оснащены войска ПВО, авиация и флот. Немаловажную роль в разработках американских РЛС сыграл обмен информацией с Великобританией, благодаря чему американцы получали сведения о самых последних разработках как союзников, так и Германии. Безоговорочное лидерство в разработке радаров корабельного и авиационного базирования в годы Второй мировой войны принадлежало США. Разработчики американских радаров первыми стали массово использовать СВЧ-диапазон, а также внесли большой вклад в технологию обработки сигналов.

История развития радиолокации в США

Радар XAF на линкоре New York
Осенью 1922 года Альберт Тейлор и Лео Янг, сотрудники авиационной радиолаборатории ВМС США, во время экспериментов со средствами связи заметили, что проплывавший вблизи корабль изменяет условия прохождения сигналов. Решив, что эти изменения связаны с эффектом Доплера[1], никаких дальнейших исследований Тейлор и Янг в этой области не проводили. В 1930 году Лоуренс Хайленд, сотрудник недавно созданной военно-морской научно-исследовательской лаборатории (англ. Naval Research Laboratory (NRL) ), отметил тот же эффект при пролете самолета и сообщил об этом Тейлору, который в это время также работал в NRL. Предприимчивые Хайленд, Тейлор и Янг получили патент США на «систему для обнаружения объектов с помощью радио», хотя по сути никаких специальных исследований ими не проводилось и все наблюдения носили случайный характер. Тем не менее руководство NRL решило финансировать дальнейшие исследования по определению дальности с помощью импульсных радиоволн. Руководство группой было поручено Роберту Пейджу и в в декабре 1934 года экспериментальная установка успешно обнаружила самолет на расстоянии одной мили. Военно-морской флот не проявлял большого интереса к этой теме, пока в январе 1939 года не был продемонстрирован 15-ти киловатный прототип системы, работавшей на волне длиной 1,5 м (200 МГц), получивший название «XAF». Для обозначения системы радиобнаружения в ВМС был использован термин радар — от аббревиатуры RAdio Detection And Ranging (RADAR) — радиообнаружение и определение дальности.[2]

Тейлор в 1930 году направил отчет в лабораторию армейского корпуса связи (англ. Signal Corps Laboratories (SCL)), где тот попал к Уильяму Блэру, руководителю проекта создания устройства для обнаружения самолетов по тепловому и звуковому излучениям. Блэр начал разработку устройства обнаружения самолетов, основанному на эффекте Доплера. В 1936 году Пол Уотсон разработал импульсный систему, и с ее помощью 14 декабря смог обнаружить самолет над Нью-Йорком на удалении 11 км. В 1938 году эти работы привели к созданию радара управления зенитным огнем «SCR-268», работавшего на волне 1,5 м (200 МГц) и при пиковой мощности 7 КВт обнаруживавший тяжелый самолет на удалении 37 км.
Для проведения испытаний XAF был установлен над рулевой рубкой на линкоре New York. Во время зимних маневров 1939 года «Нью-Йорк» с помощью «XAF» смог обнаружить самолет на удалении 185 км, а корабль — на дистанции 28 км. Кроме того было определено, что радар может использоваться для навигации и наблюдения всплесков от снарядов, а также отслеживать крупнокалиберные снаряды во время полета. После завершения учений капитан «Нью-Йорка» составил восторженный отзыв об использовании радара, после прочтения которого руководство рекомендовало установить радары на всех крупных кораблях и авианосцах. Командующий Атлантическим эскадрой так прокомментировал использование радара:«XAF» является одним из наиболее важных изобретений в области военных технологий после появления радио".
Тем временем война с Германией серьезно истощила производственные ресурсы Великобритании. Было решено передать английские технические достижения в США в обмен на доступ к американским секретным разработкам и производственным возможностям. В сентябре 1940 года это план начал реализовываться по кодовым названием «Тизард» (англ. Tizard Mission), одну из ведущих ролей в этой операции играли разработки в области радиолокации.

РЛС США

Наземные радары раннего предупреждения

Печально знаменитый радар SCR-270, установленный в Перл-Харборе

Еще до того времени, когда «SCR-268» был принят на вооружение, Гарольд Цаль в SCL работал над более совершенными системами. Плодом его усилий стал мобильный радар «SCR-270» и его стационарный вариант «SCR-271». Радары работали на частоте 106 МГц (2,83 м) и при мощности 100 КВт обеспечивали дальность обнаружения 230 км. 7 декабря 1941 года в 7:02 «SCR-270» в Перл-Харборе на острове Оаху, Гавайи, обнаружил скопление самолетов на удалении 212 км, движущихся по направлению к Оаху. Дежурный оператор радара Джозеф Локард позвонил в информационный центр, расположенный в Форт Шафтер и сообщил «Большое количество самолетов приближается с севера, три румба на восток. Я никогда не видел такого скопления самолетов». Сообщение было принято неопытным офицером, Кермитом Тайлером, который начал службу всего неделей ранее. Тайлер решил, что радар обнаружил группу из шести B-17, прибывших утром из США. Офицер Тайлер не знал, что операторы «SCR-270» имели информацию о прилете B-17, и счел сообщение Локарда незначительным. Налет на Перл-Харбор начался через 55 минут.
Опасаясь нападения японцев на Панамский канал и свое западное побережье, в SCL был разработан более мощный радар на базе «SCR-268». Передатчик мощностью 240 КВт работал на частоте 600 МГц (0,5 м). Дальность обнаружения одиночного судна составляла 160 км. Более компактный вариант этой разработки, «AN/TPS-3», был выпущен в количестве 900 экземпляров и активно применялся на захваченных плацдармах в южной части Тихого океана.

Радары управления артиллерийским и зенитным огнем

Радар FD Mark 4
Компания Bell Telephone Laboratories (BTL) первой начала разработки радаров сантиметрового диапазона для систем управления артиллерийским огнем, в то время как разработчики NRL и SCL занимались радарами, работавшими в диапазоне метровых волн. BTL, согласно плана «Тизард» получившая доступ к английским разработкам, на базе английского радара «Type 284» разработала FA Mark 1, первый радар управления огнем для ВМС США, позже на его базе были разработаны прототип «FB Mark 2» и пошедшие в серию FC Mark 2 для использования против надводных целей, и «FD Mark 3» для управления зенитным вооружением. «FA Mark 1» и «FB Mark 2», работавшие на волне длиной 60 см (750 МГц), начали выпускаться серийно и поступили на вооружение осенью 1941 года, позже появились модифицированные версии радара Mark 4. Было выпущено 125 радаров «FD Mark 3» и 375 — модификации «Mark 4». Во время сражения за Гуадалканал, благодаря использованию радара «FD Mark 3», американский линкор Washinghton смог вести прицельный огонь во время ночного боя по японскому линкору Hiei.

На базе «Mark 3» был создан компактный 3-см радар управления огнем Mark 27, который устанавливался линкорах.
Радар ST предназначался для работы на подводных лодках с перископной глубины. Он работал на 3-см диапазоне волн и при мощности 30 КВт позволял обнаружить крупный корабль на удалении 15 км, а подводную лодку — на удалении 6 км. Радар серийно выпускался с лета 1944 года, всего было произведено 254 экземпляра «ST».
Микроволновые радары управления зенитным огнем изначально также разрабатывались в Великобритании, а затем по плану «Тизард» все материалы были переданы в США. В результате в мае 1942 года был создан радар диапазона 10 см SCR-584, который оснащался системой автоматического наведения на базе аналогового компьютера «М-9», созданного в BTL. В начале 1944 года радар начал поступать на вооружение, часть из 1500 радаров было передано в Великобританию, где они активно использовались для уничтожения высокоскоростных ракет V-1, так как ручное наведение зенитных орудий на эти ракеты было чрезвычайно сложной задачей.
Радар Mark 8 (FH) был разработан BTL, работал в X-диапазоне (10 см), имел систему с электронным сканированием и управление огнем с помощью аналогового компьютера. «Mark 8» развивал мощность 15-20 КВт и обладал дальностью обнаружения 36 км. С 1943 года было выпущено 205 экземпляра этого радара, который устанавливался на крейсера и линкоры, в том числе — на West Virginia, Tennessee и California. В сухопутных войсках радар имел обозначение AN/TPS-10 «Li’l Abner». В послевоенные годы выпускалась также версия с параболической антенной, имевшая индекс Mark 13.

Корабельные РЛС

Радар типа SC

В 1939 году «XAF» был передан для серийного производства в «Radio Corporation of America» (RCA). Предсерийные варианты, получивший обозначение «CXAM», были установлены в 1940 году на авианосец Yorktown, линкор California и крейсерах Chicago, Chester, Pensacola и Northampton. Усовершенствованный вариант, «CXAM-1», с упрощенной антенной, выпускался серийно в больших объемах и когда Соединенные Штаты вступили во Вторую мировую войну в декабре 1941 года, использование радаров в ВМС США носило массовый характер.
На базе радаров CXAM на вооружение эсминцев с сентября 1942 года стал поступать радар типа SA, а для миноносцев и фрегатов — модификация SA-1. Радары «SA» имели улучшенные характеристики по разрешению и при длине волны 1,36 м при мощности 100 КВт были способны обнаружить бомбардировщик на удалении 70 км, а тяжелый корабль — на 20 км. Радары оборудовались системой опознавания «свой-чужой» и были выпущены в количестве 1490 штук.
Радары типа «SC» стали дальнейшим развитием радаров «CXAM» и стали поступать на вооружение кораблей уже в 1941 году. «SC» работали на волне длиной 1,63 м и при мощности 100 КВт имели дальность обнаружения по самолетам — 60 км, по кораблям — 20 км. На флоте эти радары были встречены весьма прохладно, так как они имели ручной привод антенны и неудобные индикаторы. Модернизированная модель, «SC-1», отличалась увеличенными вдвое мощностью и дальностью обнаружения. Было выпущено 400 радаров типа «SC»/«SC-1», но они по возможности заменялись на более совершенные модели.
Значительно удобнее в применении стали радары «SC-2» и «SC-3», работавшие на длине волны 1,5 м и при мощности 20 КВт способные обнаруживать корабли на удалении 40 км, а самолеты — на 160 км. Главным их отличием стало использование индикатора кругового обзора и использование антенны с электроприводом от радара «CXAM-1». «SC-2» и «SC-3» находились на вооружении с 1943 по 1969 год и были выпущены в количестве около 1000 штук.
Радары типа SD стали первыми ненаправленными радарами, установленными на подводные лодки в 1942 году. Они работали на волне длиной 2,65 м и при мощности 100 КВт были способны обнаружить самолет на удалении 37 км. Радары «SD» могли выполнять только функцию раннего предупреждения, так как не могли определить направление на цель. Позже их заменили микроволновые радары SV, оборудованные вращающейся антенной и индикатором кругового обзора. Дальность обнаружения радаром типа «SV» одиночного самолета или подводной лодки на перископной глубине составляла 12 км, корабля — до 20 км.

Радары типов «SC», «SC-1», «SC-2» и «SC-3» устанавливались на различные корабли небольшого водоизмещения: от торпедных катеров до легких крейсеров.
Радары типов SC и SG на американской крейсере
Как и «SC-2», радар типа «SK» (иногда используется обозначение «CXFA») для установки на эсминцы был разработан на базе «CXAM-1», но благодаря увеличенной до 200 КВт мощности имел увеличенную дальность обнаружения — 190 км для самолетов и 55 км для кораблей. Кроме того, «SK» оснащался системой опознавания «свой-чужой». Главным недостатком радаров «SK» и «SC» была мертвая зона, возникавшая у самой поверхности из за переотражения волн метрового диапазона. Этим недостатком в полной степени пользовались камикадзе, выполняя заход на предельно низкой высоте. В период с января 1943 по апрель 1944 было выпущено 250 радаров «SK», после чего его сменила модификация «SK-2», выпущенная в количестве 75 экземпляров в период между апрелем и декабрем 1944 года. На базе «SK-2» был разработан поисковый радар SU, который устанавливался с 1944 года на эсминцы. Главной особенностью этого радара была максимальная простота эксплуатации, так как на малых кораблях существовали серьезные ограничения по численности экипажа. Радар работал на волне длиной 3 см и при мощности 15 КВт имел дальность обнаружения 130 км. На вооружение поступило 522 радара типов SU и SU-1.

По заказу ВМФ в мае 1941 года под руководством Эрнеста Полларда в радиационной лаборатории (Rad Lab) Массачусетского технологического института был создан радар SG 10 см (3,3 ГГц) диапазона (S-диапазон по американской классификации). Радар имел мощность 50 КВт, устанавливался на крейсера и эсминцы и позволял обнаруживать низколетящие самолеты на удалении до 30 км, а крупные корабли — на 41 км. Радар начал поступать на вооружение с 1943 года и был выпущен в количестве 955 экземпляров.
Компактная версия «SG» для торпедных катеров получила обозначение SO. Она выпускалась с 1942 года наряду с вариантом SF для установки на легкие военные корабли, SH для транспортов, а также SE, SL и SP, которые устанавливались на эскортные эсминцы. Для установки на подводные лодки был разработан аналогичный радар SJ. Все модификации отличались друг от друга размером антенн и мощностью.
Первый радар типа SM для наведения перехватчиков был установлен в марте 1943 года на авианосец Lexington, позже аналогичные радары получили Bunker Hill и Enterprise. Радар был разработан на базе модели SCR-584 и работал в 10-см диапазоне при мощности 600—700 КВт. Дальность обнаружения самолетов составляла 90 км, крупного корабля — 50 км. Упрощенная версия радара, SM-1, поставлялась для вооружения британского флота.

Авиационные РЛС

Выпущенная антенна радара на Consolidated PBY Catalina

Первый американский авиационный радар стал результатом операции ​​"Тизард", в ходе реализации которой английский радар «АСВ Mk II» был передан в США для адаптации к американскому производству. В результате для ВВС ВМФ США был создан первый авиационный радар «ASVC» или «ASE», который устанавливался на летающих лодках «Consolidated PBY Catalina», торпедоносцах Grumman TBF Avenger, бомбардировщиках «Lockheed A-28 Hudson», «Boeing B-17 Flying Fortress» и «Consolidated B-24 Liberator». Всего было выпущено около 7000 экземпляров радаров данного типа, который работал на частоте 515 МГц (58,3 см) и при мощности 8 КВт обнаруживал подводную лодку на перископной глубине на удалении 12 км. Часть радаров поставлялась в Великобританию по лендлизу как «АСВ Mk II». В ВВС США этот радар был принят в производство под индексом SCR-521 и выпущен в количестве более 26000 экземпляров. «SCR-521» (индекс ВВС флота — ASB) устанавливался на самолеты ВВС «Boeing B-17 Flying Fortress», «Consolidated B-24 Liberator», «North American B-25 Mitchell» и «Lockheed B-34 Lexington».
Для оснащения истребителей в США был разработан компактный радар, работавший на волне длиной 10 см и при мощности 3,3 КВт способный обнаруживать бомбардировщик на удалении 9 км, а истребитель — на 5 км. Радар «SCR-520» был испытан в конце марта 1941 года, и практически сразу стал поступать на вооружение тяжелых ночных истребителей «Northrop P-61 Black Widow». Помимо основной модификации, выпускался также радар SCR-517, предназначенный для установки на патрульные летающие лодки. С 1944 года радар получил систему опознавания «свой-чужой», эта модель выпускалась под обозначением SCR-720. В Великобритании аналогичные радары производились под индексом «AI Mk X». Часть радаров «SCR-720» устанавливались на корабли, чтобы обеспечить контроль мертвой зоны непосредственно над кораблем («воронки»).
После создания судового радара 10-см диапазона «SG» был разработан его вариант для установки на дирижаблях и патрульных самолетах, получивший индекс ASG. Радар имел дальность обнаружения подводных лодок на перископной глубине свыше 29 км и активно применялся в северной Атлантике. После окончания Второй мировой войны была разработана модификация AN/APS-2 «George», особенно эффективно показавшая себя при поиске подводных лодок и выпущенная серий из 5000 экземпляров. «ASG» устанавливался на бомбардировщики «Consolidated B-24 Liberator», «North American B-25 Mitchell» и летающие лодки «Martin PBM-3C Mariner».

Grumman TBF «Avenger» с радаром AN/APS-20
Самые большие усилия по созданию радаров в Rad Lab были направлены на работы по проекту Cadillac — созданию авиационной системы раннего радиолокационного предупреждения. Результатом реализации проекта стал радар AN/APS-20 работавший в диапазоне 20 см (1,5 ГГц) при мощности 1000КВт и размещавшийся в обтекателе под фюзеляжем палубного торпедоносца Grumman TBF «Avenger». Радар был способен обнаруживать крупный самолет на удалении 160 км и был оборудован системой телевизионной трансляции. Которая позволяла передавать изображение индикатора кругового обзора на союзные корабли. AN/APS-20 был принят на вооружение в августе 1944 года и стал прообразом послевоенной системы радиолокационного обнаружения и концепции системы управления АВАКС.

В 1941 году Луис Альварес изобрел фазированную антенную решетку (ФАР), которая позволила значительно улучшить характеристики радаров и уменьшит размеры антенн. Первым радаром с ФАР стал AN/APQ-7 «Eagle», работавший в диапазоне 3 см (Х-диапазон). Конструктивно, за исключением антенны, AN/APQ-7 «Eagle» был выполнен на базе бомбардировочного радара H2X (AN/APS-15). «Eagle» обладал дальностью обнаружение отдельного здания до 50 км и использовался в основном для точечных бомбардировок Японии. Было изготовлено около 1600 радаров данного типа, которые устанавливались на бомбардировщики Boeing B-29 «Superfortress». Аналогичный радар, но в облегченной версии для установки на палубные торпедоносцы-бомбардировщики ВМФ "Grumman TBF «Avenger», выпускался под индексом ASD, позже в свою очередь модифицированном и получившем обозначение AIA-1 (AN/APS-6). AN/APS-6 устанавливался на истребители Chance-Vought F4U-1 «Corsair».
Другим радаром трехсантиметрового диапазона был ASH (AN/APS-4), поступивший на вооружение в октябре 1943 года. Радар имел дальность обнаружения самолета 9 км, подводной лодки — 30 км и 55 км крупного надводного корабля. Устанавливался на эскортные версии Grumman TBF-1 «Avenger». AN/APQ-13 «Mickey» также был создан на базе «H2X» и устанавливался на Boeing B-29 «Superfortress». Радар работал в 3-см диапазоне, но имел параболическую антенну. Из за большой погрешности определения координат распространения не получил.

РЛС прочего назначения

Радиовзрыватель Mark 54 VT

Еще одним результатом взаимодействия в ходе операции ​​"Тизард" стал бесконтактный взрыватель VT («Variable Time fuze», рус. взрыватель с переменным временем). Идея создания бесконтактного взрывателя принадлежала Алану Бьютменту, который занимался проблемами систем береговой обороны в Великобритании в 1939 году. Национальный комитет оборонных исследований (NDRC), поручил реализацию этого взрывателя Мерлу Туве из Института Карнеги в Вашингтоне и придал этой работе наивысшую секретность. Вскоре был создан первый опытный образец взрывателя, использующего минирадар на эффекте Доплера. Взрыватель содержал генератор, который после выстрела непрерывно излучал радиоволны на частотах 180—220 МГц. Пока снаряд находился в воздухе, излучение генератора не влияло на установленный в снаряде приемник, но как только часть радиоволн отражалась от внешней преграды, в зависимости от расстояния до цели возникали биения частот. Как только эти биения достигали максимума, срабатывал электрический взрыватель снаряда. Таким образом в зависимости от настроек можно было управлять дистанцией подрыва, что значительно повышало эффективность фугасных и зенитных снарядов. На вооружение снаряды с взрывателем «VT» стали поступать в 1942 году, а начиная с 1944 они стали основной продукцией радиоэлектронной промышленности США.
Для оснащения мобильных разведгрупп в США были созданы компактные радары типа SCR-602 (AN/TPS-3) которые поставлялись по ленд-лизу в Великобританию под индексом LW. Радары «SCR-602» веслили всего 136 кг и предназначались для работы в условиях захвата вражеских плацдармов и аэродромов.

Примечания

  1. Эффект Доплера связан с изменением частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванным движением их источника и/или приёмника, а также движением отражающей поверхности в случае приема отраженных сигналов.
  2. По другой версии, название RADAR было предложено англичанами.

См. также

Радар
Радары Великобритании
Радары Германии
Радары Японии
Радары СССР
Радары Второй мировой войны

Использованная литература и источники

Список литературы

Наземные американские и английские радиолокационные станции. — Москва: Военное издательство министерства вооружённых сил союза ССР, 1947.

Ссылки

Radar in World War II (англ.)
The Pacific War Online Encyclopedia(англ.)
The Wizard War: WW2 & The Origins Of Radar(англ.)

Галерея