Közép-kanadai vonal - Mid-Canada Line
| Közép-kanadai vonal | |
|---|---|
 A Piasecki H-21 készletet ejt a Mid-Canada Line radartorony előtt. A verem tetején és alján található antennák a vonal következő állomásaihoz kapcsolódnak, a középső három pedig dél felé küld adatokat a légvédelmi hálózat felé.
| |
| Aktív | 1956–1965 |
| Ország | Kanada |
| Ág |
Kanadai Királyi Légierő Egyesült Államok Légierője |
| típus | Korai figyelmeztető radar |
| Szerep | Kontinentális légvédelem |
| Része | Észak-amerikai repülésvédelmi parancsnokság |
A Mid-Canada Line ( MCL ), más néven McGill Fence , egy radarállomássor, amely kelet-nyugat felé halad Kanada közepén, és amelyet korai előrejelzésre használtak az észak-amerikai szovjet bombázók támadására. A Pinetree vonal kiegészítésére építették , amely délebbre található. A közép-kanadai vonal állomások többségét csak rövid ideig használták az 1950-es évek végétől az 1960-as évek közepéig, mivel a támadás veszélye bombázókról ICBM-ekre változott . Az MCL bezárásával a korai figyelmeztető szerep szinte teljes egészében az északabbra fekvő újabb és képességesebb DEW vonalra terjedt át.
Az MCL a bisztatikus radar elvén alapult , külön adó és vevő segítségével. Az állomások között bárhová repülõ repülõgép az átvitt jel egy részét visszaveri a vevõ felé, ahol összekeveredik a közvetlenül az adóból haladó jellel. A két jel keverése olyan mintát eredményez, amelyet nagyon egyszerű detektálni egyszerű elektronika segítségével. Mivel az adó nem impulzusos, ezért nem igényel nagy feszültséget és nagyon egyszerű is. Ez egy nagyon olcsó rendszerhez vezet, amely hatalmas területeket képes lefedni, azzal az áron, hogy semmilyen információt nem szolgáltat a célpont pontos helyéről, csak annak jelenlétéről.
Története során az MCL olyan problémában szenvedett, amelyet soha nem oldottak meg; a bisztatikus radar működése miatt bármelyik állomáshoz viszonylag közel eső tárgy nagy jelet produkál, ellentétben a hagyományos monosztatikus (egyhelyes) radarokkal, ahol ez a hatás a helyszín körüli területre korlátozódik. Az MCL esetében ez problémákat okozott, amikor a madárállomány bármelyik állomás közelében bárhová repült, és egy távolabbi repülőgép jelét ingatta el. A probléma Doppler-effektussal történő megoldása az AN / FPS-23 "Fluttar" egyik fő tervezési kritériuma volt , amely hasonló szerepet töltött be a DEW vonalon.
Történelem
Lendület
A Pinetree vonal építése csak akkor kezdődött, amikor a légitervezőknek aggodalmuk volt a vonal képességeivel és elhelyezkedésével kapcsolatban. Mire a sugárhajtású repülőgépek potenciális támadását észleli , kevés idő lenne bármit is tenni, mielőtt a támadás eljutna kanadai vagy észak-amerikai városokba. Ezenkívül a Pinetree rendszerek olyan pulzáló radarokat használtak, amelyek meglehetősen könnyen elakadtak, és a rendetlenség miatt nem tudták észlelni a föld közelében lévő célpontokat . Noha drága az üzemanyag-felhasználás szempontjából, a szovjet bombázók képesek lennének elkerülni az észlelést azáltal, hogy alacsonyabban repülnek, és az állomások között kitervelik a pályát.
Bennett Lewis , az AECL Chalk River Laboratories vezetője és az Egyesült Királyság Telekommunikációs Kutatóintézetének (TRE) volt főfelügyelője egy olyan rendszert javasolt a Védelmi Kutatási Testületnek (DRB), amely mindkét problémát elkerülte. A ma elterjedt szórásos bisztatikus radarként ismert két antennát használt, egy adót és egy vevőt, amelyeket bizonyos távolság választ el egymástól. Az antennákat úgy helyezték el és célozták meg, hogy az adó jele kitöltse a két állomás közötti vonal fölötti teret. Az ebbe a régióba repülő repülőgép visszajelez valamilyen jelet a vevő felé, lehetővé téve az észlelést akár 65 000 láb magasságban is.
A rendszer fő előnye, hogy a hatékony működéshez sokkal kevesebb energiára van szükség. Egy hagyományos radarban a rádiójelnek a célig és vissza kell haladnia. Mivel az utazás minden szakaszára az inverz négyzet törvény vonatkozik , a kapott radaregyenlet egy negyedik teljesítményfüggést tartalmaz. Ezzel szemben egy előre szórt radarjel mindig ugyanolyan teljes távolságot halad, az adótól a vevőig, amelyet csak a cél magassága módosít. Ez azt jelenti, hogy a hatótávolság négyzetgyökétől függ, és nem a negyedik gyökötől, és így lényegesen több energiát juttat a vevőre, mint egy hagyományos radar ugyanazon a tartományon. Emellett a hagyományos "monosztatikus" radartól eltérően az adónak nem kellett kikapcsolnia, hogy a vevő hallgathassa a jelet. Mivel a vevőnél kapott teljes energiamennyiség mind a csúcsteljesítmény, mind az impulzus hosszának függvénye, a folyamatos jel használata azt jelenti, hogy ugyanaz az összes energia lerakódik sokkal alacsonyabb csúcs adóteljesítmény alkalmazásával. Ennek eredményeként Lewis rendszere kisebb telephelyeket és sokkal kevesebb energiát igényel, mint a hagyományos radarok, mint a Pinetree vonal.
A rendszer legfőbb hátránya, hogy nem jelezte a repülőgép elhelyezkedését a sugárban, ellentétben egy impulzusos rendszerrel, ahol impulzus időzítéssel lehet meghatározni a hatótávolságot. Ez azt jelenti, hogy az előre-szórás koncepció hasznos egy "radarkerítés" vagy "kioldóhuzal" készítéséhez, amely jelzi, hogy valami közeledik, de nem pontosan ott, ahol van. A cél bizonyos fokú felkutatásának elősegítése érdekében a javaslat két összekapcsolt kerítés megépítését tűzte ki célul, így minden állomáspár talán 30 kilométerre (19 mérföld) volt egymástól, elég rövid távolságra ahhoz, hogy az elfogó repülőgép radarja képes legyen keresse meg a célpontot azon a területen belül. Két átfedő készlet használata lehetővé tette, hogy az egyik pár ellepje a holt zónát közvetlenül a másik tornyai felett.
Lewis kezdeti koncepciója az volt, hogy az adó- és vevőegységeket telefonoszlopokra és elektromos erőátviteli tornyokra helyezze , amelyek mind kényelmes elhelyezkedést, mind az elektronika működtetéséhez szükséges kis mennyiségű energiát biztosítják. A telefonoszlopok esetében a vonalakat arra is felhasználnák, hogy az adatokat visszaküldjék a nyomkövető állomásoknak. Ez a koncepció jelentős mértékű érdeklődést váltott ki, bár nem teljesen egyértelmű okokból hagyták el. Willis és Griffiths úgy gondolja, hogy szükség lehet 1000 ilyen radarra, de az is valószínű, hogy valószínűleg jelentős volt a vonal északabbra történő elhelyezése, mint az erősen letelepedett dél-kanadai területek. Mindenesetre a koncepció egyszerűsége segítette a légi tervezők figyelmét.
Pókháló
A DRB úgy döntött, hogy 1950–51-ben Lewis ötletét követi, és kutatási szerződést irányít a Garfield Woonton professzor vezetésével a McGill Egyetem Eaton Electronics Research Laboratories- jához. Lewis azt javasolta a DRB-nek és Woontonnak, hogy adja át a projektet docens, J. Rennie Whitehead kezébe, mint projektvezető, volt kollégája az Egyesült Királyságbeli TRE-napokból, aki nemrégiben foglalt állást a laborban. Néhány előzetes tesztet 1952-ben hajtottak végre Hugh Hamilton végzős hallgató által épített kenyérlemez hardverrel, hogy megerősítsék az ötlet érvényességét.
Időközben a DRB bevitte az RCA Victor-t, hogy megtervezze és legyártja a vevőkészülékeket, az adókat és az antennákat jelentős mérésekhez. A vizsgálatot végeztünk a 1953 nyarán, amikor Whitehead és csapata RCA Victor és RCAF személyzet telepített és üzemeltetett egy sor hét állomás húzódó Ottawa a Mattawa mentén Ottawa folyó völgyében. Hamilton javaslatára a "Pókháló" kódnéven ismert , a teszteket a Montreal közelében fekvő St. Hubert CFB repülőgépeivel végezték . Minden megfigyelést eljuttattunk a központba, amelyet a Deep Riverben található hét állomás egyikének felszerelésének kunyhójában állítottak fel .
Andrew Matthews, az RCAF St. Hubert 104 kommunikációs járatának hadnagya különféle repülőgépek sorozatát repítette át a hálózaton, köztük egy Auster könnyű repülőgépet, egy T-33 Shooting Star-ot , egy Avro Lancaster bombázót és még egy nemrégiben megszerzett de Havilland Comet repülőgép. A tesztek nagyon sokat tártak fel a vonalt különböző pontokon keresztező repülőgépek spektrális „aláírásaival” kapcsolatban, és bebizonyították, hogy képesek mindenféle repülőgépet észlelni 100 és 40 000 láb közötti magasságban. Ez idő alatt Dr. Ross Warren, az RCA Victor és Dr. Whitehead közösen dolgozta ki a munka elméleti hátterét a DRB-nek készített jelentésben.
A Spider Web vizsgálatok követték 1954-ben intenzív vizsgálatok egyetlen 30 mérföldre (48 km) széles kapcsolat épült, a keleti Townships által Bell Canada , aki ekkorra kapott zöld utat a végrehajtás a Közép- Canada Line. Amikor Whitehead arról érdeklődött, miért nem kapták meg az RCA-t, egy kolléga azt válaszolta: "Szerinted ki vezeti Kanadát?" Az ezzel a prototípus-kapcsolattal kapcsolatos kísérleteket Whitehead és egy kis csapat is elvégezte, a St. Hubert légvédelmi parancsnoksággal együttműködve, ezúttal Bell megbízásából. A vizsgálatok során a B-52 típusú bombázók száma átrepült, a Stratégiai Légi Parancsnokság és egy helyi bombázó egység megállapodása alapján. A fontos alacsony szintű tesztekhez teljes munkaidőben alkalmazták a CFB Greenwood Avro Lancasterjét is .
Telepítési tanulmányok
1953 februárjában a Kanada – USA Katonai Tanulmányi Csoportot (MSG) felkérték, hogy „tanulmányozza az észak-amerikai légvédelmi rendszer általánosságban vett szempontjait, különös tekintettel a korai figyelmeztető rendszerre, amelyek kölcsönösen foglalkoztatják a két országot”. Az MSG ezután felkérte Kanada és az Egyesült Államok légvédelmi parancsnokait, hogy készítsenek független tájékoztatókat a témáról. 1953 júliusára az RCAF Légvédelmi Parancsnoksága befejezte feladatát, amelyet röviddel ezután USAF-os kollégája követett . Mindkét jelentés azt javasolta az épület egy Doppler kerítés északabbra, valamint a 55. párhuzamos , nagyjából a bejáratnál James Bay a Hudson-öböl .
1953 októberében az MSG mindkét kormánynak azt javasolta, hogy "a lehető legkorábbi időpontban hozzanak létre egy korai figyelmeztető vonalat, amely általában Alaszka és Newfoundland között az 55. párhuzamos mentén helyezkedik el", és felvázolták minimális működési követelményeiket. 1953. november végéig a közép-kanadai vonalat elvben jóváhagyták. A közösen üzemeltetett Pinetree és a jövőbeni DEW vonallal ellentétben a közép-kanadai vonalat teljes egészében az RCAF finanszírozná és üzemeltetné. A DRB becslése szerint a rendszer körülbelül 69 700 000 dollárba kerül, míg egy független RCAF-jelentés 85 000 000 dollárra tette, ami 2020-ban 212 100 000 dollárnak felel meg.
Decemberben megpróbálták megérteni, hogy milyen problémák merülnek fel az építkezés során. Több, traktorral meghúzott szánból álló "vonat" terepjárónak indul. Az egyik, amelyet az RCAF irányított, keletre indult Fort BC Nelsontól, hogy kapcsolatba lépjen a manitobai Flin Flontól nyugatra haladó másodikkal , míg a hadsereg legénységével egy harmadik a Nipigon-tavat elhagyta az ontariói Thunder-öböl közelében , a Lansdown House felé kb. 200 kilométerrel északabbra. A küldetések bebizonyították, hogy meg lehet építeni az új vonalat, de csak télen, amikor a pézsma szilárd volt. Ezek a küldetések arra ösztönözték az Egyesült Államok hadseregét, hogy fektessen be egy erre a célra gyártott szárazföldi vonatokba, amelyekkel az 1960-as években kísérleteztek, de soha nem állítottak elő.
Amíg ez zajlott, törekedtek az elsődleges helymeghatározási tanulmányok megkezdésére. Gyorsan kiderült, hogy a szóban forgó területek, legalábbis Kelet-Keleten, annyira távoliak voltak, hogy nem voltak igazán pontos topográfiai információk. A Közlekedési Parancsnokság szinte azonnal megkezdte a terület feltérképezését egy 15 mérföld széles sávban az egész országban, és 1954 tavaszára véget ért. Ezen információk birtokában felállítottak egy építési részleget, a Systems Engineering Group (SEG), 1954 februárjában, amelynek feladata a rendszerről június 1-jén benyújtandó zárójelentés elkészítése.
A tervek véglegesítése
Amint a kísérletek folytatódtak, világossá vált, hogy magasabb, 110 láb magas oszlopok alkalmazásával a radarállomások egymástól távolabb, akár 90 kilométerre is elférhetnek. Ez csökkentette a szükséges állomások számát. Ennek ellenére az ár emelkedett, amelyet most körülbelül 120 000 000 dollárra becsülnek. Bár zárójelentésük még nem volt kész, a SEG júniusban időközi jelentést tett, amelyet a kabinet a hónap végéig jóváhagyott.
Jelentésükben felvázolták a majdnem pontosan kiépítendő rendszert. Nyolc nagy , 200 és 900 közötti szektorirányító központot hívott ki , amelyek mindegyike legfeljebb harminc pilóta nélküli radarhelyet irányít összesen 90 radarállomás számára. Mindegyik radarállomás egyetlen magas árbocból állt, tetején rögzített helyzetben számos apró edény (tipikusan négy, kettő mindkét irányba mutatott), áramellátással és elektronikával az árboc alatt.
Az ágazati irányító központokat egy fejlett mikrohullámú kommunikációs rendszer segítségével kapcsolták össze , amelyet részben a CARDE fejlesztett ki , és amely a távolsági kommunikáció céljából szétszóródott a troposzféráról . A vonal keleti részének legdélibb helyét, a Hudson-öbölben található Henrietta Maria foknál , fő kommunikációs pontként használták, és további három ismétlő állomás továbbította az adatokat a vonalról dél felé a NORAD parancsnoki központba , az ontariói North Bay-ben . Labedor, Hopedale legkeletibb állomása egy meglévő Pinetree Line állomással volt együtt, az építési költségek megtakarítása érdekében.
Valamennyi, a vonalon áthaladó repülőgépnek be kell nyújtania a repülési tervet a középső azonosító zónán vagy a kerítés közepén lévő MIDIZ-en keresztül . A terveket is kérte az építőiparban több airbases néven nyiladék repülőterek csak az északi vonalon, ahol elfogó légijármű működhetnének idején fokozott éberséget.
Ebben az időben Kanadában újabb hatalmas mélyépítési projekt volt folyamatban, egy kanadai kereszteződésű mikrohullámú rádiótelefon-rendszer építése. Mivel a logisztikai problémák közül sok hasonló volt, a Bell Canada vezetésével az építőipari csoportot választották meg a bázisépítés fővállalkozójaként. A részletes helyszínválasztás 1955-ben kezdődött, és az 55. párhuzamoson jelentős felmérési erőfeszítések folytak Kanadában. A helyszínek annyira távoliak voltak, hogy az RCAF-nak fel kellett állítania első helikopteres századát, hogy repülési támogatást nyújtson a felmérési csoportok számára.
Építés és szerviz
Az építkezés 1956-ban kezdődött és gyorsan folytatódott. 1957 áprilisáig a keleti fele működőképes volt, és a vonalat 1958. január 1-jén nyilvánították teljes üzemképessé. Az üzemeltetést rövidesen integrálták az újonnan alakult NORAD-ba . Még a SEG felülvizsgált becslései is túl alacsonynak bizonyultak, és a kerítés végső költségét 224 566 830 dollárra becsülik, ami 2 024 100 000 dollárnak felel meg 2020-ban.
Szinte amint az egységek működésbe léptek, komoly problémát láttak. Az előre szóródó radarokban látható nagy radarkeresztmetszetek miatt még a kis célpontok is detektálható jeleket produkáltak. Ezt megsokszorozták, ha a célok nagyjából azonos méretűek voltak, mint a radar hullámhossza, vagy ebben az esetben hajlamosak voltak eloszlani olyan mintákban, amelyek ennek a hullámhossznak a többszörösei voltak. Ezt a problémát a tavasszal és ősszel beköltöző nagy mennyiségű vándorló vízimadarak váltották ki, amelyek olyan erős jeleket hoztak létre, hogy használhatatlanná tették a radarokat. A teszteket a Spider Web és a Eastern Townships rendszereken is elvégezték a nyár folyamán, így ezt nem vették észre.
Még mielőtt a vonal működésbe lépett volna, a korábbi történelem megismétlődésével már tanulmányoztak egy új és képességesebb vonalat, amely egyesítené a Pinetree rendszer tervezési képességét az MCL vonalszakító képességeivel, és sokkal északabbra drámaian javítja az észlelési és válaszidőket. A távoli korai figyelmeztető vonal vagy a DEW építése az MCL működésbe lépése előtt kezdődött. Amikor a DEW vonal 1957-ben működésbe lépett, az MCL értéke leromlott, és az RCAF megkezdte a bontását.
Noha technikailag alkalmas, az MCL kevés információt adott az elfogók vektorukba történő célba juttatásához, ezért ezekhez a feladatokhoz még mindig sokkal délebbre volt szükség a Pinetree radarokra. Az MCL által felajánlott hosszabbítást nem tartották érdemesnek arra, hogy gondot okozzon a vonal üzemben tartásának. Az USAF nem értett egyet ezzel, de kifogásaik ellenére a vonal nyugati felét 1964 januárjában leállították, így a keleti fele Kanada és az USA ipari területeinek megvédésében maradt. Ahogy a Szovjetunió támadó képességeit az ICBM-ekre helyezte át, világossá vált, hogy az MCL és a Pinetree rendszerek egyaránt korlátozottan használhatók, és 1965 áprilisában a teljes közép-kanadai vonalat leállították. A műveleti helyszín a Cranberry Portage-ban (Manitoba ) volt. például a középiskolává és rezidenciává alakították át, mióta az 1960-as évek közepén a helyszínen aktív tevékenység folyt.
A DEW vonali állomásokat úgy helyezték el, hogy a lehető legjobban láthassák a horizontot, de maradt egy minimális érzékelési szög, amely alatt a repülőgépek besurranhatnak anélkül, hogy látnák őket. A korai tervezés során az MCL tornyaihoz hasonló rendszert az állomások közötti hiánypótlónak tekintették az ilyen típusú behatolások megakadályozása érdekében. Mivel az MCL online lett, és a madarakkal kapcsolatos probléma egyértelművé vált, az eredeti előre-szórás koncepciót Doppler-szűréssel helyettesítették, hogy figyelmen kívül hagyja azokat a dolgokat, amelyek 125 mérföld / óra (201 km / h) alatt repülnek. Ezek az AN / FPS-23 "Fluttar" rendszerek valóban kiszűrték a madarakat, de nem tudták kiszűrni a környéken repülő általános repülési repülőgépeket , beleértve azokat is, amelyek a szervizelés és a személyzet rotációja céljából bázisról a másikra repültek. Ennek eredményeként a téves riasztási arány ugyanolyan hatástalanná tette, mint az MCL, és még rövidebb ideig tartott, 1963-ban leállították.
Állomások
1956. decemberi felsorolásból:
POL ellátási pontok
A petróleum, olaj és kenőanyagok (POL) ellátási pontjai a közép-kanadai vonal DDS-telepeinek üzemanyag-előállításához és karbantartásához használt fogyasztható kőolajanyagok elosztó központjai voltak. Ha lehetséges, az ágazati ellenőrző állomásokkal együtt, a kőolajtermékeket ömlesztve fogadták és ezeket a helyeket légi úton szállították ki. Ugyanezen 1956. decemberi felsorolásból.
Lásd még
Megjegyzések
Hivatkozások
Idézetek
Bibliográfia
-
Thorne, DH (1979). "A közép-kanadai vonal, 1958 - 1965" . A Cite magazin igényli
|magazine=( segítség ) - Lester, Alex (2019). Különleges szerződés: A kanadai védelmi kommunikáció története (PDF) . Szent Ferenc Xavier Egyetem. ISBN 9781989537008.
- Whitehead, James Rennie (1995). Boffin emlékiratai - Ch. 7 .
- Willis, Nicholas; Griffiths, Hugh (2007). A bistatikus radar fejlődése . SciTech Publishing. ISBN 978-1-891121-48-7.
- McCamley, Nick (2013). Hidegháborús titkos nukleáris bunkerek: a nyugati világ passzív védelme . Toll és kard. ISBN 9781844155088.
- Skolnik, Merrill (2007). "Fluttar DEW-Line Gap-Filler" . Willisben, Nicholas; Griffiths, Hugh (szerk.). A Bistatic Radar fejlesztései . SciTech Publishing. 35–46. ISBN 9781891121487.
Külső linkek
- A Közép-Kanada vonal : térképeket és fotókat tartalmaz a legtöbb állomásról