WikiDer > Радиационная лаборатория Массачусетского технологического института

MIT Radiation Laboratory

В Радиационная лаборатория, обычно называемый Rad Lab, был микроволновая печь и радар исследовательская лаборатория, расположенная в Массачусетский Институт Технологий (MIT) в Кембридж, Массачусетс (НАС). Впервые он был создан в октябре 1940 г. и работал до 31 декабря 1945 г., когда его функции были переданы промышленности, другим отделам Массачусетского технологического института, а в 1951 г. Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института.

Использование микроволн для различных радио- и радиолокационных целей было очень желательно до войны, но существующие микроволновые устройства, такие как клистрон были слишком маломощны, чтобы быть полезными. Альфред Ли Лумис, миллионер и физик, возглавлявший свою собственную лабораторию, организовал Комитет по СВЧ для рассмотрения этих устройств и поиска улучшений. В начале 1940 г. Уинстон Черчилль организовал то, что стало Миссия Тизарда познакомить американских исследователей с несколькими новыми технологиями, которые разрабатывала Великобритания. Среди них был резонаторный магнетрон, шаг вперед в создании микроволновых печей, впервые сделавший их практичными.

Лумис организовал финансирование в рамках Национальный комитет оборонных исследований (NDRC) и реорганизовал Комитет по СВЧ в Массачусетском технологическом институте для изучения магнетронных и радарных технологий в целом. Ли А. ДюБридж работал директором Rad Lab. Лаборатория быстро расширялась и в течение нескольких месяцев превысила усилия Великобритании, которые к этому моменту прилагались несколько лет. К 1943 году лаборатория начала поставлять поток постоянно улучшающихся устройств, которые могли быть произведены в огромных количествах на промышленной базе США. На пике своего развития Rad Lab наняла 4000 человек в Массачусетском технологическом институте и нескольких других лабораториях по всему миру и разработала половину всех радарных систем, используемых во время войны.

К концу войны США занимали лидирующие позиции в ряде областей, связанных с микроволновой печью. Среди их заметных продуктов были SCR-584, самый лучший радар наводки войны, и SCR-720, радиолокационная станция перехвата это стало стандартной системой в конце войны как для США, так и для Великобритании. ночные истребители. Они также разработали H2X, версия британского H2S бомбардировочный радар, работавший на более коротких волнах в Группа X. Rad Lab также разработала Лоран-А, первая всемирная радионавигационная система, которая первоначально была известна как «LRN» от Loomis Radio Navigation.[1]

Формирование

В середине и конце 30-х годов ХХ века в атмосфере секретности разрабатывались радиосистемы для обнаружения и определения местоположения удаленных целей. Соединенные Штаты и Великобритания, а также в некоторых других странах, особенно Германия, то СССР, и Япония. Обычно они работали в Очень высокая частота (VHF) длины волн в электромагнитном спектре и носили несколько укрывных названий, таких как определение дальности и пеленгации (RDF) в Великобритании. В 1941 году ВМС США придумали для таких систем аббревиатуру «RADAR» (радиообнаружение и дальность); это вскоре привело к названию 'радар'и распространился на другие страны.

Потенциальные преимущества использования таких систем в Сверхвысокая частота (УВЧ или микроволновая печь) были хорошо известны и активно преследовались. Одно из этих преимуществ было меньше антенны, критическая потребность в системах обнаружения на самолетах. Основным техническим препятствием для разработки систем УВЧ было отсутствие пригодного для использования источника для генерации большой мощности. микроволны. В феврале 1940 г. исследователи Джон Рэндалл и Гарри Бут в Бирмингемский университет в Великобритании построили резонансный резонаторный магнетрон чтобы восполнить эту потребность; его быстро поместили в режим высшей секретности.

Вскоре после этого прорыва премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль и Президент Рузвельт договорились, что две страны объединят свои технические секреты и совместно разработают многие крайне необходимые технологии ведения войны. В начале этого обмена в конце лета 1940 г. Миссия Тизарда привез в Америку один из первых новых магнетронов. 6 октября Эдвард Джордж Боуэн, ключевой разработчик RDF на Учреждение телекоммуникационных исследований (TRE) и участник миссии продемонстрировали магнетрон мощностью около 15000 ватт (15 кВт) мощности на частоте 3 ГГц, то есть на длине волны 10 см.

Встреча в марте 1940 года в Калифорнийском университете в Беркли по поводу запланированного 184-дюймового (4,7 м) циклотрон (видно на доске),[2] слева направо: Эрнест О. Лоуренс, Артур Х. Комптон, Ванневар Буш, Джеймс Б. Конант, Карл Т. Комптон, и Альфред Ли Лумис

Американские исследователи и официальные лица были поражены магнетроном, и NDRC немедленно приступил к планам по производству и внедрению устройств. Альфред Ли Лумис, который возглавлял комитет NDRC по микроволновому излучению, возглавил создание Радиационной лаборатории в Массачусетском технологическом институте как объединенного Англо-Американец усилия по микроволновым исследованиям и разработке систем с использованием нового магнетрона.

Название «Радиационная лаборатория», выбранное Лумисом, когда он выбрал для нее здание в кампусе Массачусетского технологического института, было намеренно обманчивым.[3] хотя и косвенно верно в том смысле, что радар использует излучение в части электромагнитный спектр. Это было выбрано, чтобы подразумевать, что миссия лаборатории аналогична миссии лаборатории. Эрнест О. Лоуренсс Радиационная лаборатория в Калифорнийский университет в Беркли; то есть, что он нанял ученых для работы над ядерная физика исследование. В то время ядерная физика считалась относительно теоретической и неприменимой к военной технике, как это было раньше. Атомная бомба разработка началась.

Эрнест Лоуренс был активным участником создания Rad Lab и лично нанял многих ключевых членов первоначального штата. Большинство старших сотрудников были докторами наук. физики, пришедшие с университетских позиций. Обычно у них не было ничего, кроме академических знаний о микроволновых печах, и почти не было опыта в разработке электронного оборудования. Однако их способность решать сложные проблемы практически любого типа была выдающейся. Позже девять сотрудников получили награду. Нобелевская премия для других достижений.

В июне 1941 года NDRC стала частью нового Управление научных исследований и разработок (OSRD), также администрируется Ванневар Буш, который подчинялся непосредственно президенту Рузвельту. OSRD получил почти неограниченный доступ к финансированию и ресурсам, а Rad Lab получила большую долю на исследования и разработки радаров.

Начиная с 1942 г. Манхэттенский проект поглотил ряд физиков Rad Lab в Лос-Аламос и объект Лоуренса в Беркли. Это стало проще благодаря тому, что Лоуренс и Лумис были вовлечены во все эти проекты.[4]

Операции

Радиационная лаборатория официально открылась в ноябре 1940 года на площади 4000 квадратных футов (370 кв.2) площади в здании 4 Массачусетского технологического института и менее 500 000 долларов США при первоначальном финансировании от NDRC. Помимо режиссера Ли ДюБриджа, И. И. Раби был заместителем директора по научным вопросам, а Ф. Уиллер Лумис (не имеющий отношения к Альфреду Лумису) был заместителем директора по административным вопросам. Э. Г. ("Ириска") Боуэн был назначен представителем Великобритании.

Еще до открытия основатели определили первые три проекта Rad Lab. В порядке приоритета это были (1) 10-сантиметровая система обнаружения (называемая Airborne Intercept или AI) для самолет истребитель, (2) 10-сантиметровая система прицеливания (называемая Gun Laying или GL) для зенитный батареи, и (3) дальний бортовой радио система навигации.

Для инициирования первых двух из этих проектов на магнетроне из Великобритании был построен 10-сантиметровый двигатель.макет"набор; это было успешно испытано с крыши здания 4 в начале января 1941 года. Все члены первоначального персонала были вовлечены в это усилие.

В рамках проекта 1 под руководством Эдвин М. Макмиллан, "инженерный" комплект с антенной, использующей 30-дюймовый (76 см) параболический отражатель последовал. Этот первый микроволновый радар, построенный в Америке, был успешно испытан на самолете 27 марта 1941 года. Затем Тэффи Боуэн доставил его в Великобританию и проверил в сравнении с разрабатываемым там 10-сантиметровым комплектом.

Для окончательной системы сотрудники Rad Lab объединили особенности своей собственной и британской сборки. В конечном итоге он стал SCR-720, который широко использовался как Воздушный корпус армии США и британский королевские воздушные силы.

Для Проекта 2: 4 фута и более поздних 6 футов шириной (1,2, затем 1,8 м) параболический отражатель было выбрано поворотное крепление. Кроме того, в этом наборе будет использоваться электромеханический компьютер (называемый предсказателем-коррелятором), чтобы удерживать антенну наведенной на обнаруженную цель. Иван А. Получение служил руководителем проекта. Будучи гораздо более сложным, чем бортовой перехватчик, и требовал, чтобы он был очень прочным для использования в полевых условиях, сконструированный GL не был завершен до декабря 1941 года. В конечном итоге он был принят как повсеместный SCR-584, сначала привлекли внимание, направив зенитный огонь, сбивший около 85 процентов немецких Летающие бомбы Фау-1 («жужжащие бомбы») атакуют Лондон.[5]

Особый интерес для Великобритании вызвала система дальней навигации Project 3. У них был гиперболическая навигация система, называемая GEE, но он был недостаточен как по дальности, так и по точности для поддержки самолетов во время бомбардировок удаленных целей в Европе. Когда Миссия Тизарда проинформировала о GEE, Альфред Лумис лично разработал концепцию нового типа системы, которая преодолела бы недостатки GEE, и разработал его систему. ЛОРАН (аббревиатура от Long Range Navigation) был принят в качестве первоначального проекта. Для проекта было создано подразделение LORAN, которое возглавил Дональд Г. Финк. Работа на низкой частоте (LF) части радиочастотного спектра, LORAN был единственным не микроволновым проектом Rad Lab. Включив основные элементы GEE, LORAN был очень успешным и полезным для военных действий. К концу боевых действий около 30 процентов поверхности Земли было покрыто станциями LORAN и использовалось 75 000 самолетов и надводных судов.[6]

Вслед за японцами Нападение на Перл-Харбор и с вступлением США во Вторую мировую войну работа в Rad Lab значительно расширилась. На пике своей деятельности в Rad Lab работало около 4000 человек в нескольких странах. Rad Lab построила и была первым владельцем знаменитого Корпус 20. Это было одно из самых долго сохранившихся временных сооружений времен Второй мировой войны, стоимостью чуть более 1 миллиона долларов.

В конечном итоге деятельность охватила физическую электронику, электромагнитные свойства вещества, микроволновую физику и принципы микроволновой связи, и Rad Lab добилась фундаментальных успехов во всех этих областях. Половина радаров, развернутых вооруженными силами США во время Второй мировой войны, была разработана в Rad Lab, в том числе более 100 различных микроволновых систем стоимостью 1,5 доллара. миллиард.[7] Все эти наборы значительно улучшились на СВЧ-системах, УКВ-системах от Лаборатория военно-морских исследований и армия Лаборатории сигнального корпуса, а также британские радары, такие как Роберт Уотсон-Ваттс Сеть Главная и первые бортовые комплекты RDF Таффи Боуэн.

Хотя Rad Lab была инициирована как совместная англо-американская операция, и многие из ее продуктов были приняты на вооружение британской армии, исследователи в Великобритании * продолжили разработку микроволновых радаров и, особенно в сотрудничестве с Канадой, создали много типов новых системы. Для обмена информацией Rad Lab открыла филиал в Англии, и несколько британских ученых и инженеров работали над заданиями в Rad Lab. * В T.R.E., Исследовательский центр электросвязи

Резонансный-резонаторный магнетрон продолжала развиваться в Rad Lab. Коллектив под руководством И.И. Раби сначала расширил работу магнетрона с 10 см (так называемый S-диапазон) до 6 см (C-диапазон), затем до 3 см (X-диапазон) и, наконец, до 1 см (K-диапазон). ). Чтобы идти в ногу, все остальные подсистемы радаров также постоянно развивались. Подразделение передатчиков, под Альберт Г. Хилл, в итоге привлек к этим усилиям штат из 800 человек.

Принципиально другой тип антенны для систем X-диапазона был изобретен Луис В. Альварес и используется в трех новых системах: бортовом картографическом радаре Eagle, системе наземного контроля вслепую (GCA) и наземной системе микроволнового раннего предупреждения (MEW). Последние два были очень успешными и использовались в послевоенное время. В конечном итоге Eagle был преобразован в очень эффективный картографический радар под названием H2X или Микки и используется ВВС и ВМС США, а также британскими ВВС.[8]

Самым амбициозным проектом Rad Lab, имеющим долгосрочное значение, был проект Cadillac. Во главе с Джером Б. Визнер, проект включал в себя радар большой мощности, установленный в капсуле под ТБМ Мститель самолет и Центр боевой информации на борту авианосца. Целью было воздушное раннее предупреждение и контроль Система, обеспечивающая ВМС США возможность наблюдения для обнаружения низколетящих самолетов противника на дальности более 100 миль (161 км). Проект был начат на низком уровне в середине 1942 года, но с более поздним появлением японцев Камикадзе угрозы в Тихоокеанский театр военных действий, работа была значительно ускорена, и в конечном итоге в ней приняли участие 20% сотрудников Rad Lab. Опытный образец поднялся в воздух в августе 1944 года, и система вступила в строй в начале следующего года. Хотя уже слишком поздно, чтобы повлиять на окончательные военные усилия, проект заложил основу для значительных разработок в последующие годы.[9]

В начале работы Rad Lab была создана лаборатория для разработки электронные средства противодействия (ECM), технологии блокировки радаров и средств связи противника. С Фредерик Э. Терман как директор, это скоро перешло в Гарвардский университет кампус (всего в миле от Массачусетского технологического института) и стал Лаборатория радиоисследований (РРЛ). Организационно отделенные от Rad Lab, но также входящие в состав OSRD, эти две операции имели много общего на протяжении всего своего существования.

Закрытие

Когда Радиационная лаборатория закрылась, OSRD согласился продолжить финансирование Отдела фундаментальных исследований, который официально стал частью MIT 1 июля 1946 года, поскольку Исследовательская лаборатория электроники Массачусетского технологического института (RLE). Другими исследованиями военного времени занималась Лаборатория ядерных наук Массачусетского технологического института, основанная в то же время. Обе лаборатории в основном занимали здание 20 до 1957 года.

Большинство важных результатов исследований Rad Lab были задокументированы в 28-томном сборнике, озаглавленном Серия радиационной лаборатории Массачусетского технологического института, Отредактировано Луи Н. Риденур и издавалась McGraw-Hill между 1947 и 1953 годами. Это больше не печатается, но серия была переиздана в виде двухкомпонентного издания.CD-ROM установлен в 1999 г. (ISBN 1-58053-078-8) издателем Артек Хаус. Совсем недавно он стал доступен в Интернете.[10]

Послевоенное рассекречивание работ в Rad Lab Массачусетского технологического института сделало доступным через серию довольно большой объем знаний о продвинутой электронике. Ссылка (идентичность давно забыта) приписывает серии развитие электронной промышленности после Второй мировой войны.

С криптология и криптографический усилия сосредоточены на Bletchley Park и Арлингтон Холл и Манхэттенский проект, развитие СВЧ радар в Радиационной лаборатории представляет собой одно из самых значительных, секретных и исключительно успешных технологических достижений, порожденных англо-американскими отношениями во время Второй мировой войны. Радиационная лаборатория была названа IEEE Milestone в 1990 г.[11]

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. ^ Будери, Роберт (1996). Изобретение, изменившее мир. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Саймон и Шустер. стр.28–51. ISBN 0-684-81021-2.
  2. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2008-09-22. Получено 2008-09-24.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  3. ^ "Радиационная лаборатория Массачусетского технологического института - микроволновое наследие РЛЭ", РЛЭ Токи, т.2, вып. 4 января 1991 г. в PDF-формате 18,4 МБВ архиве 25 февраля 1999 г. Wayback Machine
  4. ^ Конант, Дженнет (2002). Смокинг парк. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Саймон и Шустер. С. 213–249. ISBN 0-684-87287-0.
  5. ^ Конант, Дженнет (2002). С. 271–272.
  6. ^ Конант, Дженнет (2002). С. 265-267.
  7. ^ Гелак. Генри Э .; Радар во Второй мировой войне, Являюсь. Inst. Физика, 1987, с. 690-691, ISBN 0-88318-486-9
  8. ^ Будери, Роберт (1996). С. 135-137, 186-189.
  9. ^ Браун, Луи (1999). Радарная история Второй мировой войны. Бристоль, Великобритания: Институт физики. п. 197. ISBN 0-7503-0659-9.
  10. ^ "Серия радиационной лаборатории MIT". Библиотека Jefferson Labs: информационные ресурсы. Получено 4 марта, 2017.
  11. ^ "Вехи: Радиационная лаборатория Массачусетского технологического института, 1940-1945 гг.". Сеть глобальной истории IEEE. IEEE. Получено 3 августа 2011.

Общий

  • Бакстер, Джеймс Финни, III; Ученые против времени, MIT Press, 1968 г.
  • Bowen, E.G .; Радарные дни, Инст. Физики, 1987 г.
  • Бриттен, Джеймс Э .; «Магнетрон и начало эпохи микроволнового излучения». Физика сегодня, т. 73, стр. 68, 1985 г.
  • Герлак, Генри Э .; Радар во Второй мировой войне, Американский институт физики, 1987
  • Пейдж, Роберт Морис; Происхождение радара, Якорные книги, 1962 г.
  • Стюарт, Ирвин; Организация научных исследований для войны; Административная история ОСРД, Маленький, коричневый, 1948
  • Watson, Raymond C., Jr .; Radar Origins в мире, Trafford Publishing, 2009 г.
  • Уиллоуи, Малком Фрэнсис; История ЛОРАНА в береговой охране США во время Второй мировой войны, Арно Про, 1980
  • Циммерман, Дэвид; Совершенно секретный обмен: миссия Тизарда и научная война, McGill-Queen's Univ. Пресса, 1996 г.

внешняя ссылка

Координаты: 42 ° 21′43 ″ с.ш. 71 ° 05′26 ″ з.д. / 42,3619 ° с. Ш. 71,0905 ° з. / 42.3619; -71.0905