第一手牌:我与APS的个人历史，第一部分

我与APS的个人历史，第一部分

作者：William F.Croswell，Life Fellow，第1部分

早期生活

我担任APS历史学家多年。由于我的职业生涯跨越56年，我认识许多先驱者。因此，我写这段个人历史是为了纪念他们。

图1，1952年感恩节比尔和让·克罗斯韦尔的婚礼

1952年6月，我毕业于弗吉尼亚军事学院，B.S.E.E.，并于第二个感恩节结婚。在我大四的动力课程中，我有幸参加了一门由一位新来的年轻教授教授的微波测量课程。从1950年9月到1952年初，我几乎每天都在接受战斗训练，后来被调到空军后备军官训练队，并在朝鲜战争结束后有机会申请研究生院。（1950年，我们有权选择留在学校直到毕业。我们于1952年春受聘）。自从我读到天线实验室的消息后，我就申请了俄亥俄州立大学。六月份毕业时，除了我，几乎所有人都收到了订单。在弗吉尼亚州汉普顿的家中，我收到了报告订单，但第二天就被取消了。这种情况一直持续到1952年8月，当时我接到了向赖特菲尔德报告的命令。在那里，负责航空大学司令部的将军向全体学员作了简要介绍。空军技术学院（AFIT）是为空军军官设立的，以获得研究生学位。EE学位是在电磁场、微波和控制领域。还有航空和机械工程的其他课程。我们的工程学教授是二战期间被召回的预备役军官，主要来自加州理工学院、斯坦福大学和麻省理工学院。我们的物理教授来自同一所学校，也有一些是二战后引进的德国人。我们的微波教授之一是海尔博士，发明了速度调制。在我们最初的简报中，将军表示，如果我们中的任何人课程不及格，我们将被送往发生战斗的韩国。在我的第一次测验中，我得了35分。我以为我撑不了多久。然后我发现35分是B，40分是a。这是我们所有课程的标准，测验和考试的难度很大，不可能在规定的时间内完成。此外，我们的课程负荷通常为每季度20小时或以上。每晚我很少在凌晨2点之前睡觉。除了微波、电磁理论、高等数学和粒子物理课程外，空军还让贝尔电话实验室出版了一本由肖克利和他的研究人员撰写的关于晶体管的书购买了许多晶体管，我的一些同学就他们设计的电路写了论文。我们还学习了电子电路分析的矩阵分析方法，包括电子管和晶体管。我的一个同学设计了一个铁氧体隔离器。我花了我的论文时间试图优化多层天线罩的设计。我取得了部分成功，但我的大部分时间都花在调整额外的风扇上，以冷却我使用的计算机中的大量管子。1954年春天，由大约8名来自中西部的教授组成的评审委员会来了。我被选为接受采访的学生之一。在AFIT工作了六个季度后，这对我来说不是问题。我们获得了认证！

从AFIT毕业后，我被分配到莱特菲尔德电子元件实验室的Radome分部。它位于AFIT所在大楼的旁边。我的任务是担任项目官员。我负责许多飞机和导弹的天线罩设计和生产。当时，有数百名拥有技术研究生学位的年轻军官被分配到各种技术领域，如飞机结构、喷气发动机、导航系统等。我们获得了赖特油田负责人通过制作批准图纸的签字权。雷达罩部门的负责人是弗雷德·贝伦斯，他于1944年在莱特菲尔德的旧系统实验室担任陆军航空公司队长，与R.E.Long一起开始了雷达罩活动。

1954年，自二战以来，天线罩领域在制造技术和设计方面取得了显著进步，但仍存在严重问题。除了数百名在飞机公司工作的工程师外，还有数百名工程师从事天线罩研发。

F-102A表格

图2，F-102A拦截器。由美国空军历史办公室提供。

我被分配的首批项目之一是F-102A，由通用动力公司在圣地亚哥建造。1954年初，我被指派首次飞行的飞机。机头天线罩由位于卡尔弗市的休斯飞机公司制造。我去找休斯，见到了微波实验室的负责人莱斯特·范·阿塔博士Van Atta博士带我去了天线罩制造区，向我介绍了设计和制造工程师，并向我展示了F102A天线罩的工具。这个天线罩长约6英尺，直径约3英尺，放置在使用数字加工制造的工具上。多年来，这项技术已在许多应用中得到应用。Van Atta博士告诉我，航空工程师一直在改变机头形状，试图解决实现超音速飞行的问题。NACA兰利研究中心使用R.T.Whitcomb在跨声速风洞中对模型进行的大量试验中确定的“面积规则”解决了这个问题他是NACA的一名工程师，在NACA成为NASA后的几年里，他是我早期的研究生之一。然后固定机头形状，并将天线罩投入生产。我有一次在圣地亚哥目睹了F-102 a的超音速飞行。一天，休斯的Van Atta博士向我介绍了伊利诺伊大学的一位新博士工程师R.C.Hansen博士，他当时在天线部分。

图3，猎鹰导弹。由美国空军历史办公室提供。

1948年，Van Atta博士说服了IRE，即后来的IEEE，成立了一个名为天线和传播专业小组（PGAP）的小组。第一任总裁兼PGAP成员是Van Atta博士。（请查看APS历史以获取详细信息。）我于1957年加入PGAP，在那里我遇到了许多我们的先驱成员。除了F-102A，休斯还在制造猎鹰导弹。

猎鹰导弹

技术问题是天线罩位于小型圆锥扫描接收盘的近场。天线罩的跟踪误差作为外环反馈给控制系统的输入。这个问题需要多年才能解决。主要问题是缺乏大内存、快速的电子计算机。现在的笔记本电脑足以解决这个问题。因此，通过在天线罩中使用电介质插件进行大量实验，解决了这个问题。

波马克导弹

图4，博马克导弹。由美国空军历史办公室提供。

我的另一个项目是在西雅图波音公司设计和建造的波马克导弹。负责天线罩的工程师是梅尔·科菲德博士他是俄勒冈州一所大学的前教授。该天线罩的基本设计约为7英尺长，底部直径约为3至4英尺，是一种实心玻璃纤维层压板，在中心雷达频率下，其电介质厚度为1/2波长。为了满足跟踪规范，天线罩的制造精度必须达到一两密耳（千分之一英寸）。为了解决这个非常困难的制造问题，采用了一种非常复杂的方法。首先，基本天线罩的建造使得天线罩的厚度比要求的厚度稍薄。科菲德博士随后设计并制造了一些非常新颖的测试工具。第一个设备是使用两个大约一个波长的喇叭的微波干涉仪。使用这种特殊工具，天线罩的插入相位以波长增量进行空间测量，涉及数千次测量。该数据被减少，并确定了在给定位置将天线罩校正至1/2波长所需的玻璃纤维层压板的密耳数。采用特殊的射频工具，确定给定的贴片位置，并根据需要在表面放置1密耳厚、波长为方形的浸渍玻璃纤维片，以达到电介质中1/2波长的厚度。在安装了数千块补丁后，天线罩按要求进行了固化。虽然这种复杂的制造方法确实有效，但波马克导弹的建造速度可能比雷达罩快得多。

为了解决这个进度问题，波音公司提出了采购请求，以提高天线罩的生产率。西雅图的一家小公司建议波音公司使用一种获得专利的新方法，称为“玻璃纤维缠绕”。“波音公司收购了这家小公司及其专利。使用涂有树脂的直径为1或2密耳的玻璃纤维，电介质天线罩中的1/2波长被快速且非常准确地制造出来，从而解决了进度问题。在其他文章中，固体推进剂火箭发动机外壳是使用纤维缠绕以及其他类型的硬质合金制造的是。

B-66型

图5，B-66。由美国空军历史办公室提供。

在作为项目官员多次旅行中的一次回来后，我收到了莱特菲尔德副指挥官的一条消息，要求我立即向他的办公室报告。向准将报告后。我发现他很不安。他问我为什么拒绝了道格拉斯B-66机头天线罩的生产图纸，如图5所示。

我告诉将军，与原型天线罩不同，前五个生产天线罩的测量数据不符合传输规范。我还表示，负责道格拉斯长滩雷达罩的工程师告诉我，他们不明白为什么生产的雷达罩不能正常工作。将军告诉我，由于机头天线罩是一个结构部件，生产线中的主要飞机无法从吊架上推出，因此生产将在几周内停止。当那件事发生时，将近2万人将失业。他告诉我第二天早上回家收拾行李并向控制塔报告。一架T-33将带我去道格拉斯长滩。他还告诉我在问题解决之前不要回家。我妻子问我什么时候回家。我告诉她我真的不知道。

在长滩道格拉斯降落时，一名警卫护送我到小道格拉斯先生的办公室。美国空军植物代表办公室因哥伦布日而关闭。我和道格拉斯先生谈过B-66机头天线罩的问题。他告诉我，我可以随时给他打电话，并会得到我需要的任何帮助。警卫护送我到工程区。天线和天线罩组位于一个由许多工程师组成的非常大的绘图室中的隔离区内。在这个房间的门口有两名全副武装的警卫。我被登记进去了。天线和天线罩工程师遇到了我。我问他们为什么警卫在那里。他们告诉我他们不允许回家（想象一下现在发生的情况）。科茨是在晚上被带过来的，由最好的餐厅提供的食物也被带了进来。道格拉斯先生有一辆车给我，当我们晚上停止工作时，我被带到了一家酒店。早上7点，我被带到工厂。大约4天后，我们重新测试了5个生产天线罩。所有的天线罩都经过了不同的测试。然而，所有这些都不符合规范。天线罩采用两层玻璃纤维外壳设计，带有矩形“凹槽”芯。芯的开口从天线罩底部延伸至前端。喷气发动机的热气与凹槽相连，以便在需要时拆卸天线罩。测试后，我打电话给Mr。道格拉斯请求允许切割天线罩并检查内部。（每个天线罩的成本约为4万至5万美元。现在这将是40万至50万美元。）在第一批生产的天线罩中，我们发现了金属屑、螺钉、螺栓、螺母和垫圈。原来塑料店发生了劳资纠纷，一些工人被解雇了。在连续工作了一段时间后，许多人开始失去了这种烟雾。（在那些日子里，安全措施还很粗糙。）我要求他们每隔几天就轮换一次塑料车间的工人，以防止这种问题再次发生。回到赖特球场后，我给副指挥官写了一页备忘录，说明问题已经解决，我已经批准了生产图纸。我从未收到回复。我回去解决桌上接下来的十几个问题。

其他飞机项目

还有其他飞机项目，包括F-103和F-109，由于技术困难而被取消。我的最后一个飞机项目是B-52。这架飞机已经投入生产。天线罩问题与投下第一枚H型炸弹的飞机有关。在执行吊索射击动作后，B-52在全力作战的情况下向相反方向行进。氢弹爆炸时，热爆烧毁了飞机下方的所有天线罩，使其内爆。飞机和机组人员安全返回。当我离开现役时，新天线罩的工作仍在进行中。

天线罩研发

除了飞机和导弹项目外，我还被分配了许多雷达罩研发项目，这些项目都是由莱特·菲尔德（Wright Field）单独赞助的数十个项目中的一部分。我记得去加利福尼亚州的门罗公园看约翰·达蒙特在Dalmo Victor。约翰用一个中心频率只有一个波长孔径的长喇叭研制了一种扫频反射计。该喇叭放置在天线罩上的给定位置，并确定反射相位以估计天线罩厚度。该设备用于确定天线罩安装在飞机上时的性能。几年后，我在PGAP Adcom上遇到了John Damonte。我50年代在门洛帕克遇到的另一个人是E.M.T.Jones博士斯坦福研究所。我被邀请去讨论一个潜在的研发项目。琼斯博士想完成对一系列腔体的分析，其中每个腔体的底部和顶部都有一个圆孔，并且充满了电介质。这是第一个金属化天线罩。我回家写了一份工作说明书，让合同发出一份RFP。我对提案进行了评估，并授予SRI合同。使用孔径足够大的长喇叭进行分析，喇叭的孔径足以容纳横向上的多个空腔孔径。这是当时评估大型相控阵的常用方法。

除了大型飞机公司中的小公司和集团外，还有两所大学拥有广泛的天线实验室。一所是伊利诺伊大学，另一所是俄亥俄州立大学。这两所大学的工作人员，即比尔·埃弗里特，有着直接的联系和Ed Jordan1928年，埃德·乔丹开始接受教育时，是阿尔伯塔大学广播电台的早期运营商。1933年，他建造了一个工作室放大器，首次将AGC纳入广播放大器。对这种控制效果的影响的示波器研究成为他硕士论文的主题。由于个人听力问题，他还设计了自己的助听器。他最终在俄亥俄州立大学获得了一个职位，与Bill Everitt博士合作，并于1937年撰写了关于“无线电天线的声学模型”的博士论文。第二次世界大战开始时，埃弗里特博士去了华盛顿，埃德开始忙于教授微波和电磁课程以及天线领域的咨询。随后，他以教授的身份进入伊利诺伊大学，比尔·埃弗雷特（Bill Everett）担任系主任。在经历了同样繁忙的教学和研究计划后，他于1954年成为系主任。许多教授加入了系里，包括雷·杜哈梅尔、约翰·戴森，保罗·梅斯，Y.T.低和Vic Rumsey我的分会聘请了天线实验室的一些工作人员作为顾问。

我被指派在俄亥俄州立大学天线实验室监督合同。Tom Tice博士是天线实验室的主任。维克·拉姆齐博士是前任校长，但一年前他调到了伊利诺伊大学。蒂斯博士正在与杰克·里奇蒙德博士一起制定天线罩合同这也是我遇见C.T.Tai博士的时候他正在研究球形天线罩的问题。约翰·克劳斯博士是Tom Tice的博士顾问。蒂斯博士把我介绍给克劳斯博士，他给我介绍了他的书《电磁理论》和《天线》。这些书写得很好，我能够在晚上或长途飞机旅行时独自掌握它们。（在那些日子里，从芝加哥到洛杉矶大约需要12个小时，从芝加哥至西雅图大约需要16个小时）。克劳斯是天线领域早期先驱的另一个例子。他小时候就对业余无线电产生了兴趣，并在一生的大部分时间里一直保持着这种兴趣。虽然他的学位是物理学（他在密歇根大学从事早期核物理研究），但在他对射电天文学感兴趣之前，多年来他的天线设计主要与业余无线电有关。有趣的是，1930年代在密歇根州时，他与加州的同事建立了无线电联系。由于资金限制，这些无线电会议是几所主要大学工作人员进行核研究的关键部分。克劳斯博士对第二次世界大战的主要贡献是指导该项目对船只进行消磁，使其免受磁性地雷的影响。

1955年，有两个引人注目的新项目。首先，我被要求组织一次Radome研讨会。我决定在俄亥俄州立大学与Tom Tice博士一起担任技术主席。这次会议在那里举行了几年。天线罩专题讨论会出席人数众多。同年，它决定编写一份关于飞机天线罩设计的综合报告。WADC发布了题为“机载雷达罩设计技术”的报告，即WADC技术报告57-67。Tice博士是主编，报告由Mc Graw-Hill Book Company，Inc.的技术写作服务部门编写。我是任务经理和咨询编辑之一。本文件最初打算由McGraw-Hill发布，但经审查后已被归类。该报告于1961年解密。那时我和汤姆·蒂斯去了其他地方。

在同一时期，举行了两次有趣的会议。卡明公司的比尔·卡明（Bill Cumming）过来向我们简要介绍了他在填充泡沫方面的工作。该部门授予他几份开发飞机天线罩材料的合同。另一位来访者是Searcy Hollis，他顺道来展示一家名为Scientific-Atlanta的新小公司的新型日志记录器。

1957年春天，我从现役中退役，在俄亥俄州立大学天线实验室担任助理研究员，为汤姆·蒂斯博士和杰克·里士满博士工作。我还选修了一些课程来获得博士学位，因为我们在AFIT上了很多课程，我只需要36个小时左右。在前六个月里，我一直在编辑天线罩手册。我几乎每天早上都会见到蒂斯医生。我还和他一起去了纽约的麦格劳-希尔图书公司（McGraw-Hill Book Company），审阅了最终的数字和文本。如前所述，当我们提交这本书的草稿时，它是保密的。当它被解密时，蒂斯博士和我都无法再将这份报告转换成书面形式。接下来，在天线实验室，我的时间用于散射和相控阵问题。我在与杰克·里奇蒙德和其他工作人员的合作中学到了很多。我记得有固定的时间学习高级EM理论，有时是在周六上午。这是通过回顾斯特拉顿的书来完成的一次一章。不同的学生被分配每天讲一章。有很多工作人员在复习讲座。我就是这样认识他们中的许多人的。

Bob Cosgriff博士，鲍勃·泰勒和Bill Peake正在对地形进行散射测量。莱昂·彼得斯和Ed Kennaugh专注于RCS分析和测量。Wayne Masters博士发明了安装在塔顶的新电视天线。还有很多其他人，包括Curt Levis博士和C.H.Walters博士。我于1958年加入PGAP，因此2008年是我加入PGAP的第50年。

在此期间成立的另一个实验室是由拉尔夫·希亚特（Ralph Hiatt）领导的空军剑桥研究中心（Air Force Cambridge Research Center）的分支或部门这一分支多年来在电磁学方面一直很突出。在那些年里，我认识的员工是沃尔特·罗特曼，菲尔·铁匠卡尔·斯莱顿和Allen Schell等等。

我父亲于1958年春天去世。当我在家时，他的几个朋友都是空气动力学工程师，他们邀请我去NACA兰利研究中心面试，该中心不久将成为NASA。这项工作很有趣，包括火箭天线、水星计划、重返大气层物理等。当我回到哥伦布时，蒂斯博士打电话给我，告诉我，E.E.部门已经改变了对博士的要求，现在需要上15个小时的固态物理课程，以及一般电气工程科目的系级考试。这是对四门物理、数学、两门E.E.主修科目和两门语言考试的现有要求的补充。这基本上比我和汤姆最初讨论的预计一两年多了三年。我于7月收到美国国家航空航天局的邀请，并于1958年8月搬家。

在历史的第二部分我将讨论我的NASA职业生涯，以及我与PGAP及其许多我认识的成员的广泛合作。此外，除了航天器和飞机天线，我在美国国家航空航天局的工作还包括等离子体物理学、GTD和矩量法应用的发展，以及在遥感方面的广泛工作。在此期间，我在APS Adcom任职，并担任APS Transactions的副编辑和编辑。