Битва лучей

редактировать
Конфликт радиоэлектронной борьбы во Второй мировой войне

Битва лучей был периодом в начале Второй мировой войны, когда бомбардировщики ВВС Германии (Люфтваффе ) использовали ряд все более точных систем радионавигации для ночных бомбардировок. в Соединенном Королевстве. Британская научная разведка в министерстве авиации отбивалась различными собственными все более эффективными средствами, включая глушение и искажение радиоволн. Период закончился, когда Вермахт двинул свои силы на восток в мае 1941 г., готовясь к нападению на Советский Союз.

Содержание

  • 1 Предыстория
  • 2 Ночные бомбардировки
  • 3 Немецкие системы
    • 3.1 Knickebein
      • 3.1.1 Поиск лучей
      • 3.1.2 Контрмера
    • 3.2 X-Gerät
      • 3.2.1 Контрмера
    • 3.3 Y-Gerät
      • 3.3.1 Контрмера
  • 4 См. Также
  • 5 Примечания
  • 6 Сноски
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Предпосылки

Луч Лоренца и его две доли. «Равносигнальная» зона в центре сужается и становится точнее по мере приближения самолета к взлетно-посадочной полосе.

До начала войны в 1939 году Lufthansa и немецкая авиастроительная промышленность вкладывали большие средства в развитие коммерческой авиации, а также системы и методы, которые повысят безопасность и надежность. Значительные усилия были вложены в средства слепой посадки, которые позволяли самолетам приближаться к аэропорту ночью или в плохую погоду. Первичной системой, разработанной для этой роли, была система Лоренца, разработанная Йоханнесом Плендлом, которая находилась в процессе широкого развертывания на больших гражданских и военных самолетах.

Система Лоренца работала, подавая на специальную трехэлементную антенную систему модулированный радиосигнал. Сигнал подавался на центральный диполь , который имел немного более длинный отражающий элемент с обеих сторон, слегка отведенный назад. Переключатель быстро поочередно чередовал открытые соединения средней точки каждого отражателя, направляя луч немного влево, а затем немного вправо от осевой линии взлетно-посадочной полосы. Лучи расширялись по мере того, как они распространялись от антенн, так что была область прямо за подходом к взлетно-посадочной полосе, где два сигнала перекрывались. Переключение было синхронизировано, так что он находился на правой стороне антенны дольше, чем на левой.

Самолет, приближающийся к аэропорту, настраивал одно из своих радио на частоту Лоренца. Если бы экипаж находился слева от центральной линии, он бы услышал серию коротких сигналов, за которыми следовали длинные паузы, что означало, что самолет находился на стороне антенны «точечной». Услышав «точки», они поймут, что им нужно повернуть вправо, чтобы лететь вниз по центральной линии. Если бы экипаж находился справа от средней линии, он бы услышал серию длинных сигналов, за которыми следовали короткие паузы, что означало, что самолет находился на «тире» от антенны. Услышав «тире», они поймут, что им нужно повернуть влево, чтобы лететь по центральной линии. В центре радиоприемник будет принимать оба сигнала, где точки заполняют промежутки в черточках и производят непрерывный сигнал, так называемый «равносигнальный». Летая в известном направлении взлетно-посадочной полосы и поддерживая равносигнал по радио, экипажи, оборудованные Лоренцем, могли вести самолет по прямой с относительно высокой степенью точности, так что пилоты могли затем визуально находить взлетно-посадочную полосу, за исключением худшие условия.

Ночные бомбардировки

В начале 1930-х годов концепция ночных бомбардировок стратегическая кампания стала преобладать в кругах военной авиации. Это было связано с постоянно растущими характеристиками бомбардировщиков, которые начали иметь возможность наносить удары по Европе с использованием полезных бомб. Эти самолеты были медленными и неуклюжими, легкой добычей для перехватчиков, но эту угрозу можно было практически устранить, летая ночью. Бомбардировщик, окрашенный в черный цвет, можно было заметить только на очень близких дистанциях. А по мере увеличения высоты и скорости бомбардировщика угроза наземной обороны значительно уменьшилась. Проще говоря, планировщики считали, что «бомбардировщик всегда пробьет ».

Проблема с ночными бомбардировками состоит в том, что те же самые ограничения видимости означали, что экипажу бомбардировщиков будет сложно найти свои цели, особенно затемненную цель ночью. Только самые крупные цели, города, могли быть атакованы с любой вероятностью успеха.

Для поддержки этой миссии Королевские ВВС вложили очень много средств в обучение навигации, оснастив свои самолеты различными устройствами, в том числе астродом для выполнения звездной точки и получения комната штурмана для выполнения расчетов в освещенном рабочем пространстве. Эта система была введена в действие сразу после начала войны и поначалу считалась успешной. На самом деле, ранние бомбардировки потерпели полный провал, большинство бомб упало в нескольких милях от намеченных целей.

Люфтваффе не придерживалось такого фаталистического взгляда на воздушную войну и продолжало исследовать точную ночь бомбардировка меньших целей. Независимо от астрономической навигации, они вложили свои силы в радионавигационные системы. Люфтваффе сконцентрировалось на разработке системы направления бомбардировки на основе концепции Лоренца в течение 1930-х годов, поскольку она делала ночную навигацию относительно простой, просто прослушивая сигналы на радиоприемнике, а необходимые радиостанции уже были установлены на многих самолетах.

У Лоренца была дальность действия около 30 миль (48 км), что было достаточно для приземления вслепую, но недостаточно для бомбардировок Великобритании. Эту проблему можно решить, используя более мощные передатчики и высокочувствительные приемники. Вдобавок лучи Лоренца были намеренно установлены достаточно широко, чтобы их можно было легко подобрать на некотором расстоянии от осевой линии взлетно-посадочной полосы, но это означало, что их точность на больших дистанциях была довольно ограниченной. Это не было проблемой для слепой посадки, когда расстояние, покрываемое веерообразными лучами, уменьшалось по мере приближения самолета к передатчикам, но для использования в роли бомбардировщика это было бы отменено, и система имела бы максимальную неточность над целью.

Немецкие системы

Knickebein

Карта передатчиков Knickebein

Для бомбардировок модификации Лоренца были довольно незначительными. Для обеспечения необходимой точности требовались антенны гораздо большего размера. Это было достигнуто за счет использования антенн с большим количеством элементов, но при этом сохранялось простое переключение двух отражающих элементов для очень незначительного изменения направления луча. Углы луча были настолько сильно уменьшены, что ширина луча была всего несколько десятков ярдов над целью. Форма антенн дала системе кодовое название Knickebein, что означает «кривая нога», хотя это слово также является именем волшебного ворона в германской мифологии. Для требуемой дальности передаваемая мощность была значительно увеличена. Приемники Knickebein были замаскированы под стандартную систему приемников слепой посадки, состоящую, очевидно, из приемников EBL-1 и EBL-2.

Луч от одного передатчика направлял бомбардировщики к цели, но не мог сказать им, когда они над ней. Чтобы добавить эту функцию определения дальности, второй передатчик, аналогичный первому, был установлен таким образом, чтобы его луч пересекал луч наведения в точке, где должны были быть сброшены бомбы. Антенны можно было вращать, чтобы лучи двух передатчиков пересекали цель. Бомбардировщики влетали в луч одного и ездили на нем, пока не начинали слышать сигналы от другого (на втором приемнике). Когда из второго луча послышался устойчивый звук «на курсе», они сбросили свои бомбы.

Позже, меньшая антенна Knickebein

Первый из этих новых передатчиков Knickebein был установлен в 1939 году на холме Stollberg в Нордфрисландии у границы с Данией, в Клеве (Клеве) у голландской границы, почти в самой западной точке Германии, и в Лёррах недалеко от границы с Францией и Швейцарией на юго-западе Германии. После падения Франции в июне 1940 года на французском побережье были установлены дополнительные передатчики. Станции также были построены в Норвегии и Нидерландах.

Knickebein использовался на ранних этапах немецкого наступления с ночными бомбардировками и оказался довольно эффективным, но тактика использования системы в широкомасштабных бомбардировках не была Тем не менее, когда наступление немецких бомбардировщиков ночью было развито, большая часть его была ограничена бомбардировкой местности.

Поиск лучей

Попытки блокировать систему Knickebein в Британии заняли некоторое время, прежде чем они начали действовать. Британская разведка Министерства авиации во главе с Р. В. Джонс узнал об этой системе, когда Royal Aircraft Establishment проанализировал систему «Лоренц» сбитого немецкого бомбардировщика и обнаружил, что она намного более чувствительна, чем требуется для простой помощи при посадке. Секретно записанные расшифровки стенограмм немецких военнопленных показали, что это могло быть средство прицеливания бомбы. Уинстон Черчилль также получил Ультра разведданные из расшифрованных сообщений Enigma, которые упомянул «бомбовые лучи».

Когда Джонс упомянул Черчиллю о возможности бомбардировочных лучей, он приказал провести дополнительное расследование. Британцы назвали систему «Головная боль». Многие в министерстве авиации не верили, что система используется. Фредерик Линдеманн, ведущий научный советник правительства, утверждал, что любая такая система не сможет следовать кривизне Земли, хотя Т. С. Экерсли из компании Marconi сказал, что может.

Утверждение Экерсли было в конечном итоге продемонстрировано после того, как Черчилль приказал лететь, чтобы попытаться обнаружить лучи. У ВВС не было оборудования, способного обнаруживать сигналы Лоренца на частоте 30–33 МГц, поэтому они купили американский радиоприемник Hallicrafters S-27 любительский радиоприемник в магазине на Лисл-стрит в Лондоне. Приемник был установлен в Avro Anson и эксплуатировался сотрудником Y Service. Полет был почти отменен, когда Экерсли отказался от своего утверждения, что лучи будут огибать Землю. Джонс спас полет, указав, что Черчилль сам заказал его, и он позаботится о том, чтобы премьер-министр узнал, кто его отменил.

Экипажу не сообщили никаких подробностей, а просто приказали сообщить поиск радиосигналов около 30 МГц, имеющих характеристики Лоренца, и, если они обнаруживаются, определение их пеленга. Самолет взлетел и в итоге попал в луч из Клеве на 31,5 МГц. Впоследствии он обнаружил поперечную балку из Штольберга (до этого полета ее происхождение было неизвестно). Радист и штурман смогли проложить путь лучей и обнаружили, что они пересекаются над заводом двигателей Rolls-Royce в Дерби, в то время единственным заводом, производившим Мерлин двигатель. Впоследствии выяснилось, что спор о том, будут ли лучи огибать Землю, был полностью академическим, поскольку передатчики находились более или менее в пределах прямой видимости высотных бомбардировщиков.

Британские скептики начали относиться к системе как доказательство того, что немецкие пилоты не так хороши, как их собственные, которые, по их мнению, могли обойтись без таких систем. Butt Report доказывает, что это неверно; воздушная разведка вернула фотографии бомбардировок британских ВВС, показывающие, что они редко, если вообще когда-либо, приближались к своим целям.

Контрмера

Были предприняты попытки заблокировать головную боль Кникебейна. под кодовым названием «Аспирин». Изначально модифицированная медицинская диатермия устанавливает передаваемые помехи. Позже местные радиопередатчики передают дополнительный "точечный сигнал" на малой мощности в ночи, когда ожидались рейды. Немецкая практика включения дальнего света задолго до того, как бомбардировщики достигли цели, помогла британским усилиям. Авро Ансонс, оснащенный приемниками, будет летать по стране в попытке определить местоположение лучей; затем об успешном захвате сообщалось ближайшим радиовещательным компаниям.

Первоначально маломощный "точечный сигнал" передавался по существу случайным образом, поэтому немецкие мореплаватели могли слышать две точки. Это означало, что было много равносигнальных областей, и не было простого способа отличить их, кроме как сравнивая их с известным местоположением. Позднее британские передатчики были модифицированы, чтобы отправлять свои точки одновременно с немецкими передатчиками, что сделало невозможным определить, какой сигнал был каким. В этом случае штурманы получали бы экви-сигнал на большой территории, и навигация по линии бомбардировки становилась невозможной, самолет уходил в «зону рывка» и не было возможности исправить это.

Таким образом, луч будто бы «отклонился» от цели. В конце концов, лучи можно было наклонить на контролируемую величину, что позволило англичанам обманом заставить немцев сбросить бомбы туда, где они хотели. Побочным эффектом было то, что, поскольку немецкие экипажи были обучены ориентироваться исключительно с помощью лучей, многие экипажи не смогли найти ни истинный экви-сигнал, ни снова Германию. Некоторые бомбардировщики Люфтваффе даже приземлялись на базах Королевских ВВС, полагая, что они вернулись в Рейх.

X-Gerät

Принцип немецкой системы ночной навигации и целеуказания X-Gerät для ночных бомбардировок

As как ни хорош был Knickebein, он никогда не предназначался для использования в роли дальнего боя. Некоторое время Плендл работал над созданием гораздо более точной версии той же базовой концепции, которая в конечном итоге была представлена ​​как X-Gerät (X-Apparatus). X-Gerät использовал серию лучей, чтобы определить местонахождение цели, каждый луч был назван в честь реки. Главный луч, Weser, был похож по концепции на тот, который использовался в Knickebein, но работал на гораздо более высокой частоте. Из-за природы распространения радиоволн это позволяло направлять два луча гораздо точнее, чем Кникебейн, от антенны аналогичного размера; зона равносигнала была всего около 100 ярдов (91 м) в ширину на расстоянии 200 миль (320 км) от антенны. Лучи были настолько узкими, что бомбардировщики не могли найти их самостоятельно, поэтому на той же станции была установлена ​​маломощная версия Knickebein с широким лучом в качестве ориентира. Основная антенна Weser была установлена ​​к западу от Шербура во Франции.

В «крестовом» сигнале в X-Gerät использовалась серия из трех очень узких одиночных лучей, Рейн, Одер. и Эльба. Они были тщательно нацелены, чтобы определить точную траекторию сброса бомбы. Сначала была определена точка сброса бомбы вдоль Везера, путем расчета дальности или расстояния, на которое бомбы пройдут между сбросом и ударом, и выбором точки на этом расстоянии до цели. Луч Эльбы пересек Везер за 5 километров (3,1 мили) до точки сброса. Луч на Одере пересек Везер за 10 километров (6,2 мили) до точки сброса или за 5 километров (3,1 мили) до Эльбы. Рейн не требовал такой точности и находился примерно в 30 километрах (18,6 миль) до точки сброса. Ширина лучей добавляла небольшую погрешность в координаты пересечения, порядка десятков и сотен метров.

Когда бомбардировщик проследовал по лучу Везера и достиг Рейна, радист услышал короткий сигнал и установил свое оборудование. Он состоял из специального секундомера с двумя стрелками. Когда был получен сигнал Одера, часы автоматически запустились, и обе стрелки одновременно поднялись с нуля. Когда был получен сигнал с Эльбы, одна рука остановилась, а другая повернула назад, стремясь к нулю. Остановленная стрелка показывала точное измерение времени в пути от Одера до Эльбы. Поскольку расстояние от Одера до Эльбы равнялось расстоянию от Эльбы до точки сброса, бомбардировщик, летевший с постоянной скоростью, достиг точки сброса, когда движущаяся рука достигла нуля, когда бомбы были сброшены автоматически.

X-Gerät работал на гораздо более высокой частоте, чем Knickebein (около 60 МГц), и поэтому потребовалось использование нового радиооборудования. Не хватало оборудования для всех бомбардировщиков, поэтому вместо экспериментального подразделения Kampfgruppe 100 (KGr 100) было поручено использовать оборудование X-Gerät для наведения других самолетов на цель. Для этого самолеты KGr 100 сначала атакуют как небольшую группу, сбрасывая осветительные ракеты, которые затем видят другие самолеты и бомбят визуально. Это первое использование концепции следопыта, которую ВВС Великобритании усовершенствовали с большим успехом против немцев примерно три года спустя.

Впервые система была испытана 20 декабря 1939 года, когда бомбардировщик из KGr 100 под управлением оберлейтенанта Германа Шмидта пролетел над Лондоном на высоте 7000 м (23000 футов).

X -Герэт эффективно использовался в серии рейдов, известных немцам как Лунная соната, против Ковентри, Вулверхэмптона и Бирмингема. В рейде на Бирмингем использовалось только 100 KGr, и британский анализ после рейда показал, что подавляющее большинство сброшенных бомб было размещено в пределах 100 ярдов (91 м) от средней линии луча Везера, распространенного вдоль него на несколько сто ярдов. Такой точности редко удавалось достичь даже дневными бомбардировками. Рейд на Ковентри при полной поддержке других подразделений, сбрасывающих их сигнальные ракеты, почти разрушил центр города.

Контрмера

Остановить X-Gerät оказалось труднее, чем Knickebein. Первоначальная защита от системы была развернута аналогично Knickebein в попытке сорвать набег на Ковентри, но оказалась неудачной. Хотя Джонс правильно угадал схему луча (и признает, что это было только предположение), частота модуляции была неверно измерена как 1500 Гц, но на самом деле она составляла 2000 Гц. В то время считалось, что это не будет иметь никакого значения, поскольку тона были достаточно близкими, и оператору было бы трудно различить их в шумном самолете.

Тайна в конечном итоге была раскрыта после X- Оборудованный Gerät Heinkel He 111 разбился 6 ноября 1940 года на английском побережье в West Bay, Bridport. Хотя самолет затонул во время операции по восстановлению, затопленное оборудование X-Gerät было восстановлено. При осмотре выяснилось, что использовался новый прибор, который автоматически декодировал точки и тире и перемещал указатель на дисплее в кабине перед пилотом. Это устройство было оснащено очень резким фильтром, который был чувствителен только к 2000 Гц, а не к ранним британским встречным сигналам 1500 Гц. Хотя глушилки были соответствующим образом модифицированы, это произошло слишком поздно для рейда на Ковентри 14 ноября; но модифицированные глушители смогли успешно сорвать набег на Бирмингем 19 ноября.

X-Gerät в конечном итоге был побежден другим способом, с помощью "ложной Эльбы", которая была установлена ​​для пересечения 'Везер 'Направляющий луч находится всего в 1 километре (0,6 мили) после луча Одера - намного раньше, чем ожидаемые 5 километров (3,1 мили). Поскольку заключительные этапы выпуска были автоматическими, часы преждевременно обратятся в обратном направлении и сбросят бомбы за километры от цели. Установка этого ложного луча оказалась очень сложной, поскольку немцы, извлекая уроки из своих ошибок с Knickebein, не включали лучи X-Gerät как можно позже, что значительно затруднило организацию "ложной Эльбы" во времени.

Y-Gerät

По мере того как британцы постепенно одерживали верх в Битве на Лучах, они начали думать, что повлечет за собой следующая немецкая система. Поскольку нынешние подходы Германии оказались бесполезными, необходимо было разработать совершенно новую систему. Джонс считал, что если они смогут быстро победить эту систему, немцы могут отказаться от всей концепции.

Британские наблюдатели вскоре начали получать разведданные от расшифровки Enigma, относящейся к новому устройству, известному как Y-Gerät, которое также иногда упоминалось как Wotan. Джонс уже пришел к выводу, что немцы использовали слишком описательные кодовые имена, поэтому он спросил специалиста по немецкому языку и литературе в Блетчли-парке о слове Вотан. Специалист понял, что Вотан относится к Вадену, одноглазому богу, и, следовательно, может быть однолучевой навигационной системой. Джонс согласился и знал, что система с одним лучом должна включать систему измерения расстояний. Оказалось, что их вывод о кодовом имени Вотан был неверным, так как фактически не подразумевал единого луча. Он пришел к выводу, что это могло бы работать на основе, описанной антинацистским немецким математиком и физиком Гансом Майером, который во время своего визита в Норвегию передал большой объем информации в том, что теперь известно как Oslo Report.

Y-Gerät использовал один узкий луч, направленный на цель, аналогичный более ранним системам луча, передавая модулированный радиосигнал. В системе использовался транспондер (Fug 28a ), который принял сигнал от луча и немедленно ретранслировал его обратно на наземную станцию. Наземная станция прослушала ответный сигнал и сравнила фазу его модуляции с переданным сигналом. Это точный способ измерения времени прохождения сигнала и, следовательно, расстояния до самолета. В сочетании с направлением луча (с поправкой на максимальный ответный сигнал) положение бомбардировщика могло быть установлено со значительной точностью. Бомбардировщикам не нужно было отслеживать луч, вместо этого наземные диспетчеры могли рассчитать его, а затем передать по радио инструкции пилоту, чтобы исправить траекторию полета.

Контрмера

Александра Пэлас

Британцы были готовы для этой системы еще до ее использования. Случайно, немцы очень неудачно выбрали рабочую частоту системы Вотана; он работал на частоте 45 МГц, которая как раз совпала с частотой мощного, но бездействующего телевизионного передатчика BBC в Alexandra Palace. Все, что нужно было сделать Джонсу, - это организовать прием ответного сигнала с самолета и его отправку в Alexandra Palace для повторной передачи. Комбинация двух сигналов изменила фазовый сдвиг и, следовательно, кажущуюся задержку прохождения. Первоначально сигнал был ретранслирован на малой мощности, недостаточно мощной, чтобы немцы поняли, что происходит, но достаточной, чтобы испортить точность системы. В последующие ночи мощность передатчика постепенно увеличивалась.

В процессе использования Y-Gerät экипаж обвинил наземную станцию ​​в отправке плохих сигналов, а наземная станция заявила, что у самолета были слабые связи. Вся эта схема понравилась Джонсу, поскольку он был прирожденным шутником, и он заметил, что мог разыграть одну из самых больших розыгрышей практически с любым национальным ресурсом, который ему требовался. Постепенно увеличивающаяся мощность привела к тому, что немцы не осознавали, что кто-то вмешивается в систему, но считали, что она страдает несколькими внутренними дефектами. В конце концов, когда мощность была достаточно увеличена, вся система Y-Gerät начала звонить со всей обратной связью.

Люфтваффе, наконец осознав, что британцы применяли контрмеры с самого первого дня, когда система использовалась в оперативном режиме, полностью потеряли веру в электронные средства навигации (как и предсказывали британцы) и больше не применяли их. система против Великобритании, хотя к этому времени внимание Гитлера было обращено на Восточную Европу.

См. Также

Примечания

Сноски

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-12 07:21:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте