AN/APQ-7

AN/APQ-7 또는 Eagle은 미 육군 공군이 개발한 레이더 폭격 조준 시스템이었다.초기 연구는 1941년 말 MIT 방사선 연구소에서 루이스 알바레즈의 지시로 시작되었지만, 본격적인 개발은 1943년 4월에야 시작되었다.이때쯤에는 미국이 만든 고주파 시스템이 기존 영국 H2S 레이더보다 더 나은 성능을 약속하며 생산에 들어갔다.정밀폭격을 선호했지만 이를 전달하지 못한 공군 계획자들에게 이글의 고해상도는 중요한 것으로 여겨졌고, 부두나 교량 같은 작은 목표물을 직접 공격할 수 있는 시스템의 능력에 큰 기대를 걸었다.

1944년 말 첫 생산 부대가 도착했을 때 전쟁의 노력은 이미 끝나가고 있었다.유럽에서 사용하기 위한 B-17 플라잉 포트리스와 B-24 리버레이터 항공기에 소수의 숫자가 장착되었지만, 이 중 어느 것도 전쟁이 끝나기 전에 행동을 보기 위해 제시간에 도착하지 않았다.이 시스템은 1945년 5월부터 태평양 극장의 B-29 슈퍼포트리스와 함께 처음 운용되었다.APA-46과 47 "Nosmo"의 추가는 APQ-7과 노르덴 폭격 조준경을 동기화시켰고, 전체 조립체는 APQ-7A로 알려지게 되었다.이 시스템이 도입된 직후 전쟁은 끝났고 이글은 현실세계에서 거의 사용되지 않았다.전후의 노력은 K-시스템에 집중되었다. 이글의 독특한 안테나 디자인은 고속 제트 동력 폭격기를 사용하는 것을 어렵게 만들었다.

역사

임펄스

1940년 말, Tizard 미션의 일환으로, Taffy Bowen은 공동 마그네트론을 사용하는 마이크로파 레이더에 대한 연구를 미국 과학자들에게 소개했습니다.영국으로 돌아온 후, 초기 실험에서 발견된 지상 귀환의 차이에 대한 보웬의 초기 관찰은 필립 디가 1941년 3월 H2S ^[1]레이더로 진화하는 시제품 지상 지도 시스템을 개발하도록 이끌었다.

미국은 이 연구에 대해 계속 통보받았다.1941년 가을에 그것을 논의하는 동안, 보웬과 알바레즈는 지상 지도 시스템을 위한 적절한 안테나 설계에 대해 뜨거운 논쟁을 시작했다.보웬은 안테나가 적절한 해상도를 제공하기 위해서는 방위각과 고도 모두에서 매우 정확해야 한다고 확신했다.H2S보다 분해능을 향상시키려면 다루기 어려운 더 큰 안테나가 필요하거나 ^[2]최첨단 이상으로 송신기의 파장을 감소시켜야 합니다.

Alvarez는 이 주장의 한 부분을 납득하지 못했습니다. 즉, 시스템이 정확하게 상승해야 한다는 것입니다.그는 시스템이 지면의 긴 "스트립"으로부터 신호를 한꺼번에 수신하여 수직 방향으로 넓은 각도를 스캔하는 것이 유리하다고 생각했다.항공기에 가까운 지상에서 되돌아오는 레이더가 먼저 수신되기 때문에, 중앙에서 바깥쪽으로 그려지는 디스플레이(일반적인 평면 위치 표시기)는 신호를 자연스럽게 2D 디스플레이로 ^[3]다시 디코딩합니다.

이러한 시스템의 안테나는 수평 방향으로만 커야 하며 수직으로 매우 얇을 수 있습니다.이것은 항공기에 설치하는 데 장점이 있었지만, 빔을 기계적인 것이 아니라 전자적으로 조종할 수 있다면 훨씬 더 실용적일 것이다.긴 안테나가 여러 가지 수단을 통해 배치될 수 있는 상태에서 신호를 약간 지연시키면 위상각이 변화하여 결과적으로 신호가 주어진 방향으로 집중됩니다.안테나를 스캔하기 위해 이동할 필요가 없었기 때문에, 이는 항공기 날개의 앞쪽 모서리에 안테나를 삽입하거나 이와 유사한 솔루션을 ^[3]사용할 수 있는 가능성으로 이어졌다.

그러나 그러한 시스템은 항공기 자세의 변화에 영향을 받을 수 있으며, 이는 H2S가 안정화 플랫폼에 안테나를 장착함으로써 해결한 것이다.알바레즈는 스캔하는 동안 항공기의 움직임을 보정하기 위해 전자 시스템에 대한 몇 가지 개념을 작성했습니다.Rad Lab 팀은 처음에 이 개념을 "Every House in Berlin"의 줄임말인 EHIB라고 불렀는데, 이 개념을 볼 수 있을 것으로 기대했습니다.Lee DuBridge의 주장으로 1942년 초에 "독수리"^[4]로 개명하였다.

안테나 설계

1942년 1월까지 안테나 문제를 다루는 팀은 전면부에 작은 슬롯이 있는 긴 직사각형 도파관으로 구성된 초기 개념을 개발했습니다.이 개념은 오늘날 슬롯안테나라고 불리는 것의 초기 예시입니다.슬롯을 통해 송신되는 무선 신호는 다른 슬롯으로부터의 신호를 방해하여 특정 방향에서는 신호를 강하게 억제하고 다른 방향에서는 신호를 억제합니다.그 결과 촘촘하게 초점을 맞춘 빔이 나왔습니다.그러나 사용 가능한 주파수를 고려할 때, X 대역에서는 유용한 분해능을 생성할 수 있을 만큼 폭이 넓은 안테나는 매우 강한 측면 로브를 생성할 수 있을 만큼 폭이 넓다는 것이 입증되었습니다.이로 인해 디스플레이가 망가져 신호가 쓸데없이 새어 나갔을 뿐만 아니라 안테나 측면에서도 전면과 ^[3]구별할 수 없게 되었다.

사이드 로브를 줄이기 위한 많은 시도가 있었다.한 가지 주목할 만한 성공은 1942년 4월에 이루어졌는데, 도파관의 앞쪽 가장자리를 부분적으로 채운 폴리스틸렌 유전체 재료의 새로운 디자인이었습니다.유전체가 존재하면 신호 통과가 느려지고 효과적으로 압축되어 슬롯 간 거리가 줄어들어 안테나 전체가 작아졌습니다.이것에 의해, 같은 사이즈의 안테나에 슬롯을 증설할 수 있게 되어, 사이드 로브를 삭감할 수 있게 되었습니다.이러한 슬롯형 디자인은 모두 ^[3]이득이 적은 것으로 판명되었습니다.

Alvarez는 1942년 5월 다른 프로젝트인 마이크로파 주파수 조기 경보 레이더를 작업하는 동안 방사 소자로 슬롯 대신 개별 쌍극자 안테나를 사용하는 것을 구상했다.극성(위상이 180도 어긋남)을 번갈아 사용하는 피드에 연결함으로써 피드를 나란히 배치할 수 있습니다.파장 간격 1⁄2입니다.따라서 특정 영역의 요소 수가 두 배로 증가하여 신호 강도가 두 배로 증가하며 측면 ^[3]로브도 더욱 감소했습니다.

남은 것은 빔의 방향을 스캔할 수 있도록 온디맨드 신호를 지연시킬 수 있는 적절한 시스템을 개발하는 것이었습니다.중요한 문제는 위상을 조정할 수 있도록 온디맨드 신호의 속도를 변경하는 것이었습니다.몇 가지 개념 후에, 팀은 마침내 수직 측면에 겹치는 장벽이 있는 두 개의 평행 판으로 구성된 도파관에 정착했다(도파로 전면과 후면).두 판 사이의 간격을 기계적으로 변경함으로써 도파로를 따라 전파하는 속도가 변화하여 스티어링이 ^[3]실현되었다.

발전

1942년 여름까지 대부분의 주요 문제들이 해결된 것으로 보였고 E.A.의 지휘 아래 새로운 연구실이 생겼다.루에브케는 작업 ^[3]시스템을 개발하기 위해 설립되었습니다.정밀폭격의 지지자였지만 전투에서는 달성할 수 없었던 육군 공군은 H2X와 같은 다른 시스템들이 ^[5]생산되기 시작했음에도 불구하고 이 시스템의 정확한 목표물을 공격할 수 있는 능력에 큰 기대를 걸었다.

3피트(0.91m) 안테나를 가진 첫 번째 실험 모델은 방사선 실험실 지붕에 배치되었다.비록 조잡하긴 했지만, 그것은 기본적인 아이디어가 건전하다는 것을 증명했다.1942년 후반에는 6피트(1.8m) 버전이, 1943년 초에는 108개의 다이폴이 있는 8피트(2.4m) 버전이 뒤를 이었다.대부분의 항공기의 사면체와 스위프백은 인윙 스캐너의 설치를 어렵게 만들 것이며 비행 중 공기 탄성 하중, 특히 "플랩"은 심각한 문제가 될 것이라고 지적되었다.연구팀은 252개의 다이폴이 있는 16피트(4.9m) 길이의 모델로 이동했으며, 별도의 유선형의 날개 모양의 ^[6]인클로저에 장착되었다.폭이 16피트로 제한되었던 것은 단순히 그 팀이 접근할 수 있는 가장 큰 목재 대패였기 때문입니다.두 개의 다이폴은 이후 대략적인 ^[7]숫자로 작업하는 것을 선호하는 산업 파트너의 요청에 따라 제거되었습니다.

새로운 시스템은 B-24 폭격기에 장착되었고 1943년 ^[8]6월 16일 첫 시험을 위해 비행했다.Westover Field의 일련의 테스트 결과 안테나는 잘 작동했지만 다른 전자제품은 모두 신뢰할 수 없었습니다.실험은 10월까지 계속되었는데, 그 때 폭격기 S.N 42-40344가 더 좋은 ^[8]날씨에서 실험을 계속하기 위해 Boca Raton으로 날아갔다.

제조업

기본 시스템을 테스트하는 동안 디스플레이와 탄도 컴퓨터에 대한 검토가 이루어졌습니다.이것은 유니버설 폭탄 사이트(UBS)로 알려진 "금도금" 디자인을 가져왔다.벨 연구소에 의해 개발된 UBS는 약 1,000파운드(450kg)의 거대한 기계 컴퓨터였으며, 어떠한 종류의 입력과 조건도 제공할 수 있고, 폭격 신호를 제공할 수 있었다.노든 폭격조준경과 같은 유사한 모델과 달리 UBS는 정착 시간이 거의 없고 접근 내내 조종이 가능하도록 설계되었다.제안된 설정에는 두 개의 디스플레이, 항법에 사용되는 광각 뷰 및 정밀 ^[9]폭격에 사용되는 또 다른 고확대 뷰가 포함됩니다.

1943년 늦여름까지 UBS는 너무 큰 도전이었고 전체 프로그램을 지연시킬 수 있다는 것이 분명했다.10월 22일 회의에서 레이더 운영자는 폭격수에게 정보를 호출하고,^[10] 폭격수는 투하 시간을 측정하기 위해 간단한 기계 계산기를 사용할 수 있는 간단한 폭탄 조준 시스템을 사용하기로 결정했다.이것이 만족스럽지 못한 것은 분명했지만, 단기적으로 이용할 수 있는 다른 선택사항이 없기 때문에,^[9] 1944년 8월에 40대의 사전 생산 Eagle Mark I 시스템을 주문했다.

각 부품이 생산을 위해 준비됨에 따라 많은 새로운 문제가 발생하였고, 1944년 5월 1일까지 Western Electric은 설계가 제조될 준비가 되었다는 것에 만족했습니다.이 회사는 뉴욕시 42번가의 황폐한 건물을 조립장으로 사용하고,^[11] 1813개의 개별 부품을 전국 제조사에 주문하기 시작했다.처음 5세트는 1944년 7월에 벨 연구소에서 조립되었고, 또 다른 33세트는 8월에^[11] 완성되었고 50개의 사전 제작 세트 중 마지막 세트는 9월에 완성되었다.새 공장의 첫 생산 세트는 9월 28일에 도착했으며, 10월에 40개,^[12] 11월에 142개가 더 생산되었다.

노즈모

제작이 시작되는 동안, 두 명의 승무원에 의한 폭격 문제는 처음에 생각했던 것보다 훨씬 더 심각한 것으로 판명되었다.한편, H2X와 같은 다른 레이더 시스템은 레이더를 작동시키는 동안 폭탄의 궤적을 계산하려고 하는 문제를 보여주고 있었다.해결책은 레이더의 출력과 노든의 ^[10]입력을 연결하는 시스템을 구축하는 것이었습니다.

그러한 첫 번째 장치인 AN/APA-46 어댑터 어셈블리는 작업자가 접근 중에 4개(모델에 따라 5개) 위치에서 노르덴을 통해 볼 수 있도록 했다.이것은 APA-47로 빠르게 대체되었고, 계속해서 노르덴을 업데이트했다.이를 통해 폭격수는 접근 중에 레이더 디스플레이에 집중할 수 있었고, 조건이 좋으면 마지막 순간에 노르덴으로 이동하여 ^[10]더 높은 정확도를 달성할 수 있었다.

서비스 이용

유럽 제8공군과 함께 사용하기 위해 B-24와 B-17 유닛으로 급송되었지만, 너무 늦게 도착해서 행동을 취할 수 없었다.대신에, 세트는 일본전에 사용하기 위해 새로운 B-29로 보내졌다.제21폭격사령부 315폭격비행단 중 오직 한 부대만이 ^[12]전쟁이 끝나기 전에 한 달 동안 이글을 완전히 갖추고 있었다.

Nosmo가 Eagle에 장착되었을 때, 전체 어셈블리는 AN/APQ-7A로 알려지게 되었습니다.이것은 전쟁이 끝났을 때 막 도착해서 전투용으로 ^[10]보이지 않았다.

레퍼런스

인용문

참고 문헌

• "The Eagle Story: how it all began". Radar: 28–33, 36–43. 20 August 1944.
• Perry, Robert (October 1961). Development of Airborne Armament 1910–1961. US Air Force Systems Command.