SCR-270

El SCR-270 fue uno de los primeros radares de alerta temprana operativos . Fue el principal radar de largo alcance del Ejército de los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial y se desplegó por todo el mundo. También se le conoce como el Radar de Pearl Harbor , ya que fue un SCR-270 el que detectó el ataque inminente unos 45 minutos antes de que comenzara el ataque a Pearl Harbor el 7 de diciembre de 1941 .

Se produjeron dos versiones: la móvil SCR-270 y la fija SCR-271 , que utilizaba la misma electrónica pero una antena con una resolución algo mayor. También se produjo una versión mejorada, la SCR-289 , pero tuvo poco uso. Las versiones -270 fueron finalmente reemplazadas por unidades de microondas más modernas basadas en magnetrón de cavidad , introducidas en Estados Unidos 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 , disponible a mediados de 1944, justo a tiempo para el Día D. ^{[ 2 ]}

El Cuerpo de Señales había estado experimentando con algunos conceptos de radar desde finales de la década de 1920, bajo la dirección del coronel William R. Blair, director de los Laboratorios del Cuerpo de Señales en Fort Monmouth , Nueva Jersey . Aunque el Ejército se centró principalmente en sistemas de detección infrarroja (una idea popular en ese momento), en 1935 el trabajo volvió al radar cuando uno de los recién llegados de Blair, Roger B. Colton, lo convenció de enviar a otro ingeniero a investigar el proyecto de radar CXAM de la Armada de los Estados Unidos . William D. Hershberger fue a ver lo que tenían y regresó con un informe positivo. Con el apoyo de James B. Allison, el Jefe de Señales, lograron reunir una pequeña cantidad de fondos y desviaron parte de ellos de otros proyectos. Se organizó un equipo de investigación bajo la dirección del ingeniero civil Paul E. Watson . ^{[ 3 ]}

En diciembre de 1936, el grupo de Watson contaba con un prototipo funcional de 3 metros, que detectó un bombardero sin luces durante la noche, en una demostración para el Secretario de Guerra. Luego, en 1938, se le mostró el prototipo de 1,5 metros a Hap Arnold . Originalmente, se le había ordenado al bombardero Martin B-10 volar a un punto conocido para que el radar lo encontrara, pero no pudo ser localizado a la hora acordada. Los operadores del radar entonces buscaron el bombardero y lo localizaron lejos de su posición prevista. Posteriormente se supo que los vientos habían desviado al bombardero de su ruta, por lo que lo que iba a ser una simple demostración se convirtió en un ejemplo de localización y seguimiento por radar en condiciones reales. El desarrollo de este sistema continuó con el SCR-268 , que finalmente evolucionó hasta convertirse en un excelente sistema de puntería de corto a medio alcance . ^{[ 3 ]}

En abril de 1937, el teniente coronel Davis, oficial de un escuadrón de caza del Cuerpo Aéreo del Ejército en la Zona del Canal de Panamá , envió una solicitud de un "Sistema de Detección Radioeléctrica de Aeronaves" al Jefe de Señales del Ejército de los Estados Unidos, sin pasar por los canales de mando habituales. El SCR-268 no se ajustaba a esta necesidad, y tras su demostración en mayo, recibieron otra 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 al descubrir que espías alemanes estaban observando su trabajo con el radar y trasladó el desarrollo a Sandy Hook, en Fort Hancock , la base de defensa de artillería costera de la bahía inferior de Nueva York . Tras el traslado, se inició de inmediato el trabajo en la solicitud del Cuerpo Aéreo para lo que se conocería (en 1940) como el "Equipo de Radio SCR-270". Partes del SCR-268 se desviaron a este nuevo proyecto, lo que retrasó la finalización del -268.

La versión no portátil, el SCR-271-A, número de serie 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 . En su prueba inicial, detectó aviones de pasajeros a 188 km (117 millas ). El segundo conjunto se instaló en la isla Taboga de Fort Grant, en el extremo del Pacífico del Canal, en diciembre de 1940, proporcionando así cobertura de radar al vital pero vulnerable Canal de Panamá. Westinghouse aumentó rápidamente la producción y fabricó 100 unidades para finales de 1941. 

Los operadores de los equipos enviados al Canal de Panamá, Filipinas, Hawái y otros lugares estratégicos se reunieron en abril de 1941 para una escuela de defensa aérea en Mitchel Field , Nueva York. La escuela fue la culminación de los esfuerzos iniciados en 1940, cuando el Departamento de Guerra creó el Comando de Defensa Aérea, dirigido por el general de brigada James E. Chaney. ^{[ 5 ] : 152} Chaney recibió el encargo de Hap Arnold de recopilar toda la información sobre el sistema de defensa aérea británico y transferir 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 Inglaterra , estuvo presente en la escuela y discutió con los generales estadounidenses el diseño y la urgencia de establecer el sistema hawaiano, haciendo especial hincapié en la necesidad de una cobertura completa de los sitios de radar a lo largo de las costas. ^{[ 6 ]}

A pesar de la gran atención prestada 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 brindó el apoyo necesario a los oficiales subalternos que se formaron en esta sesión. La defensa aérea requería el control directo de recursos dispersos 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 un sistema de radar primitivo salió cómicamente mal, a pesar de que el sistema en sí había funcionado a la perfección. Dowding era plenamente consciente de la importancia de un mando unificado, pero este conocimiento no se tradujo en cambios dentro de la estructura del Ejército de los Estados Unidos.

El mayor del ejército Kenneth Bergquist regresó a Hawái tras asistir a la escuela de Mitchel Field con la intención de establecer un sistema coordinado, pero al llegar descubrió que el mando local del ejército no estaba interesado en el sistema y fue reasignado a su antigua unidad de cazas. Solo cuando empezó a aparecer equipo incomprensible, el ejército lo sacó de su unidad de cazas y le dijo que su trabajo consistía en ensamblar el equipo cuando llegara. El comandante a cargo de la defensa de Hawái, el general Walter Short , tenía un conocimiento superficial de las armas y tácticas que los tecnólogos del ejército (liderados por Hap Arnold ) les impulsaban a adoptar con insistencia. Salvo en raras ocasiones, había 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 solo con recursos que encontraba.

Los primeros SR-270 entraron en funcionamiento en julio de 1941 y, para noviembre, Bergquist solo había reunido un pequeño equipo, pero lograron construir un anillo de cuatro SCR-270-B alrededor de Oahu, con una unidad de reserva. Los radares se ubicaron 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 estableció un sistema de comunicaciones ni una cadena de informes propiamente dicha. En un momento dado, se instruyó a los operadores de uno de los equipos para que llamaran por teléfono a los informes desde una gasolinera a cierta distancia. Si bien las comunicaciones mejoraron posteriormente, la cadena de mando no. Y por orden explícita del general Short, las estaciones de radar solo debían operar durante cuatro horas al día y apagarse a las 7 de la mañana. El único radar operativo en Filipinas, por el contrario, se puso en vigilancia continua en tres turnos en respuesta a la advertencia de guerra enviada a todos los comandos en el extranjero a finales de noviembre. ^{[ 7 ] : 225}

Utilizar en la mañana del ataque a Pearl Harbor.

El transatlántico SCR-270, número de serie 012, se instaló en Opana Point , Hawái , la mañana del 7 de diciembre de 1941, operado por dos soldados rasos, George Elliot y Joseph Lockard. Aunque se suponía que el equipo debía apagarse a las 7 de la mañana, los soldados decidieron aprovechar el tiempo de entrenamiento adicional, ya que el camión que debía llevarlos al desayuno se había retrasado. A las 7:02 detectaron aeronaves que se aproximaban a Oahu a una distancia de 210 km (130 millas ) y Lockard llamó al centro de información de Fort Shafter e informó: "Gran cantidad de aviones que vienen del norte, tres puntos al este". El operador que recibió el informe transmitió la información, recalcando que el operador enfatizó que nunca había visto nada igual y que se trataba de "un vuelo terriblemente grande". 

El informe fue entregado a un oficial inexperto y con formación incompleta, Kermit Tyler , que había llegado apenas una semana antes. Pensó que habían detectado un vuelo de B-17 procedentes de Estados Unidos esa mañana. Solo había seis B-17 en el grupo, por lo que esto no explicaba el gran tamaño del eco del radar. El oficial tenía escasos conocimientos de la tecnología, los operadores del radar desconocían el vuelo de los B-17 (ni su tamaño), y los B-17 no contaban con un sistema IFF ( Identificación Amigo o Enemigo ), ni con ningún procedimiento alternativo para identificar objetivos aliados distantes como el que los británicos habían desarrollado durante la Batalla de Inglaterra . Los aviones japoneses que detectaron atacaron Pearl Harbor 55 minutos después, precipitando la entrada formal de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial .

La dirección norte del vuelo entrante no se transmitió a tiempo para ser útil. ^{[ 8 ]} La flota estadounidense, en cambio, buscó infructuosamente al suroeste de Hawái, creyendo que el ataque se había lanzado desde esa dirección. En retrospectiva, esto pudo haber sido fortuito, ya que podrían haber corrido la misma suerte que los barcos en Pearl Harbor si hubieran intentado enfrentarse a la superior flota de portaaviones japonesa, con un número de bajas potencialmente enorme.

Secuelas

Los radares en Oahu se pusieron en funcionamiento las 24 horas inmediatamente después del ataque. ^{[ 8 ]} Tras el ataque japonés, la RAF acordó enviar a Watson-Watt a Estados Unidos para asesorar a las fuerzas armadas sobre tecnología de defensa aérea. En particular, Watson-Watt llamó la atención sobre la falta general de comprensión, en todos los niveles de mando, de las capacidades del radar, que a menudo se consideraba un artilugio extraño que "producía observaciones instantáneas sobre objetivos que podían o no ser aeronaves". El mayor y futuro 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 contra todo nuestro servicio de alerta".

La clave del funcionamiento del SCR-270 residía en su tubo transmisor principal refrigerado por agua, de 8  kW continuos y 100 kW pulsados. Los primeros ejemplares se fabricaron a mano, pero en octubre de 1938 se adjudicó un contrato a Westinghouse para la producción de versiones bajo la designación "WL-530" de Westinghouse y el número de tipo "VT-122" del Cuerpo de Señales. ^{[ 17 ]} Un par de estos tubos llegaron en enero de 1939 y se incorporaron al primer SCR-270 a tiempo para su uso en las maniobras del Ejército ese verano. Posteriormente se desarrollaron varios componentes mejorados a medida que el Ejército ofrecía contratos adicionales para su eventual producción. 

El SCR-270 original constaba de un conjunto de cuatro vehículos: una furgoneta de operaciones K-30 para el equipo de radio y el osciloscopio, un camión generador de energía a gasolina K-31, un remolque de plataforma plana K-22B y un tractor K-32. El soporte plegable de la antena, derivado de una torre de perforación de pozos, se montaba en el remolque para facilitar su transporte. Al desplegarse, medía 17 metros de altura y se asentaba sobre una base de 2,4 metros de ancho que contenía motores para su rotación. La antena en sí consistía en una serie de 36 dipolos de media onda con reflectores, dispuestos en tres secciones, cada una con doce dipolos apilados en una configuración de tres de alto por cuatro de ancho. (Las versiones posteriores del SCR-270 utilizaban 32 dipolos y reflectores, ya sea de ocho de ancho por cuatro de alto (fijos) o de cuatro de ancho por ocho de alto (móviles)).  

En funcionamiento, la antena se giraba mediante comandos desde la furgoneta de operaciones, y el ángulo de acimut se leía observando con binoculares los números pintados en la plataforma giratoria de la antena. La velocidad máxima de rotación era de una revolución por minuto. El radar operaba a 106  MHz, con 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 señales de retorno dependiendo del ángulo. Generalmente tenía un alcance operativo de aproximadamente 240 km (150 millas ) y detectaba aeronaves de forma consistente a ese alcance. Un equipo de operaciones de campo de nueve personas estaba compuesto por un jefe de turno, dos operadores de osciloscopio, dos trazadores gráficos, dos técnicos y dos electricistas. 

El documento militar estadounidense desclasificado "US Radar – Operational Characteristics of Available Equipment Classified by Tactical Application" proporciona estadísticas de rendimiento para el SCR-270-D, a saber: "alcance máximo en un solo bombardero que vuela a las alturas indicadas, cuando está configurado en un sitio plano a nivel del mar":

Componentes

Los componentes del sistema SCR-270 incluían lo siguiente: ^{[ 18 ]}

Transmisor BC-785

El transmisor utilizaba dos triodos WL530 refrigerados por agua, configurados como un oscilador de línea resonante push-pull de alta potencia. ^{[ 19 ]} Las rejillas de los WL530 estaban conectadas a la salida del manipulador, que proporcionaba una alta tensión de polarización negativa interrumpida por  pulsos de 621 Hz que llevaban las rejillas de los WL530 a la conducción, permitiendo así la producción de un pulso de RF. La línea de transmisión a la antena estaba conectada a tomas en las líneas resonantes del filamento.

Keyer BC-738

Como se describió anteriormente, el manipulador/modulador producía una tensión de polarización de rejilla para los tubos transmisores que los mantenía en corte, excepto por breves pulsos positivos que el manipulador producía 621 veces por segundo. La  frecuencia de 621 Hz se derivaba de un oscilador interno o de una fuente externa, normalmente el osciloscopio. Las etapas de salida moduladas consistían en dos triodos de potencia 450TH en serie, con la etapa final configurada como un seguidor de cátodo .

Receptor BC-404

El receptor es de diseño superheterodino , con un tetrodo doble 832 de alta potencia como primer amplificador de RF y un tubo amplificador multiplicador de electrones hexodo de haz orbital RCA 1630 ^{[ 20 ]} como segunda etapa de amplificación de RF. El oscilador local incluía un ajuste de sintonización en el panel frontal. El control de sensibilidad del receptor se ubicaba remotamente en el osciloscopio. Las dos etapas de amplificación de RF y las cuatro de FI  de 20 MHz podían producir suficiente ganancia como para llenar la pantalla del osciloscopio con ruido. ^{: 106}

Conmutador de transmisión-recepción (TR)

Una innovación clave del SCR-270 fue el conmutador de transmisión-recepción (TR). El radar de control de reflectores SCR-268 , que compartía gran parte de la tecnología con el SCR-270, utilizaba antenas separadas para la transmisión y la recepción. Para obtener la máxima ganancia de antena en un tamaño determinado, es conveniente utilizar la misma antena para ambas funciones. Un obstáculo es la necesidad de proteger el receptor de los pulsos de alta potencia producidos por el transmisor. Esto se solucionó colocando un descargador de chispa en una sección de línea de transmisión sintonizada en forma de trombón. Los pulsos de alta tensión creaban una chispa, cortocircuitando la línea y creando un segmento resonante que impedía que la mayor parte de la energía del pulso llegara al receptor.

Pantalla de osciloscopio BC-403

La pantalla del osciloscopio ( o "A-scope ") utilizaba un tubo de rayos catódicos 5BP4 de cinco pulgadas de diámetro , el mismo tipo que el del primer televisor comercial de RCA  , el TRK-5, presentado en 1939. El barrido se generaba normalmente mediante un oscilador interno de 621 Hz que también controlaba el manipulador, aunque se podía utilizar una fuente externa. La señal de barrido pasaba por un desfasador calibrado , controlado por una gran rueda en el panel frontal. El retardo entre los pulsos transmitidos y recibidos se podía medir con precisión colocando el pulso transmitido bajo una línea fina en la pantalla y ajustando la rueda para que el pulso recibido quedara bajo dicha línea.

Rectificador de alta tensión RA60-A

Dos tubos rectificadores WL-531 de alta potencia proporcionaron al transmisor un voltaje de placa ajustable de hasta 15  kV a 0,5 A. Debido a la naturaleza pulsada del transmisor, se requirió una pequeña cantidad de filtrado. 

Dispensador de agua RU-4A

El sistema RU-4 hacía circular agua de refrigeración tridestilada a través de los triodos de alta potencia WL530 y enfriaba el agua de retorno con un soplador. Se utilizó agua tridestilada para minimizar la corriente de fuga debida al alto voltaje en los ánodos de los tubos.

Unidad de control de antena BC-1011

Las unidades posteriores incorporaron un sistema de control de dirección de antena que podía barrer un sector repetidamente. Los sistemas aún más recientes añadieron controles adicionales para rotar la antena a 5 RPM para su uso con un indicador de posición en planta , como los radares modernos.

Generador

El generador estaba accionado por un motor de gasolina LeRoi y podía producir 15  kVA de energía eléctrica.

Después de su uso por el 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, sin conocer su historia, la usaron para fotografiar auroras boreales 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 permaneciera abandonado durante años, recibieron una llamada telefónica informándoles sobre la naturaleza histórica del radar y solicitando que se enviara de regreso a los EE. UU. para su preservación. Ahora se encuentra en el Museo Nacional de Electrónica cerca de Baltimore . ^{[ 21 ]} Una segunda unidad sin restaurar está en la colección del Museo de Artillería de Defensa Aérea del Ejército de los EE. UU. en Fort Sill y será restaurada en 2020.

• Lista de vehículos del Cuerpo de Señales de EE. UU.
• Radio del Cuerpo de Señales
• Números G
• Localizador de altura de radar AN/CPS-4 utilizado con SCR-270
• Proyecto Diana

Libros

Revistas

Manuales técnicos

• Testimonio de testigos sobre el radar de Opana
• Información sobre el radar británico Chain Home de la Segunda Guerra Mundial
• Información sobre radares de la Segunda Guerra Mundial, incluido el SCR-270.
• Radar estadounidense, características operativas del radar, clasificado por aplicación táctica, FTP 217
• Museo de Electrónica Histórica

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, NJ

• http://www.ibiblio.org/hyperwar/USA/ref/FM/index.html FM 11–25
• ejército.milfotos del SCR-270
• Vídeo de la SCR 270 en Fort Bliss/White Sands.