Войти
Иллюстрация системы навигации для гобоя. Самолет использует другую форму навигации, чтобы оказаться в общей зоне одного конца предварительно вычисленной дуги от станции «Cat», а затем направляется по дуге. «Мышь» наблюдает, как самолет приближается к цели, и приказывает ему сбросить бомбы в заранее рассчитанной точке. Гобой был британской воздушной слепой системой бомбардировки в Вторая мировая война, на основе радио транспондера технологии. Система состояла из пары радиопередатчиков на земле, которые отправляли сигналы, которые принимались и ретранслировались транспондером в самолете. Сравнивая время, необходимое для того, чтобы каждый сигнал достиг самолета, можно было определить расстояние между самолетом и станцией. Затем операторы гобоя отправили радиосигналы на самолет, чтобы навести его на цель и правильно рассчитать время сброса своих бомб.
Система была впервые использована в декабре 1941 года при атаках на близком расстоянии над Францией, где можно было поддерживать необходимую прямую видимость. Чтобы атаковать ценные промышленные цели в Рур, только de Havilland Mosquito пролетел достаточно высоко, чтобы его могли видеть наземные станции на таком расстоянии. Такие операции начались в 1942 году, когда эскадрилья Pathfinder Mosquitos использовала гобой как для обозначения целей для тяжелых бомбардировщиков, так и для прямых атак по особо важным целям. Во время атаки 21 декабря 1942 г. бомбардировщики с управляемыми гобоями сбросили более 50% своих бомб на фабрики Krupp в Эссене, что является огромным улучшением по сравнению с предыдущими усилиями, в результате которых было сброшено менее 10 % бомб, упавших на их цели. Версии, использующие более короткие длины волн, продемонстрировали точность порядка 15 метров (49 футов).
Гобой широко использовался маркерными самолетами Pathfinder во время битвы за Рур в 1943 году. В декабре 1943 года бомбардировочное командование начало битву за Берлин, что было за пределами досягаемости гобоя. В кампании против Берлинской бомбардировочной авиации командование было вынуждено полагаться на H2S, который никогда не мог обеспечить неизменную точность Гобоя. Более поздней разработкой была система Gee-H, в которой транспондер оставался на земле, а передатчик был установлен в самолете, где производились считывания. Эта система позволяла одновременно управлять около 80 самолетами. Ни H2S, ни Gee-H не могли обеспечить точность Гобоя, который продемонстрировал самую высокую среднюю точность бомбометания среди всех систем на войне.
Чтобы точно определить ваше местоположение относительно объектов на земле, вам понадобятся две точки данных; два угла (как в триангуляции ), два расстояния (трилатерация ) или угол и расстояние (VOR / DME ). Использование радио для обеспечения некоторых или всех этих измерений было областью непрерывного развития, ведущей к началу войны. Немцы первыми применили этот подход с операционными системами, такими как луч Лоренца и X-Gerät, которые использовали два узких лучевых сигнала, которые пересекались в точке в небе для обозначения цели. Позже, во время The Blitz, немцы представили Y-Gerät, который объединил одиночный луч Лоренца с измерением расстояния на основе транспондера для определения местоположения. Проблема со всеми этими системами заключалась в том, что они не давали никакой информации, кроме как в пределах своих узких лучей, и не были полезны для навигации общего назначения.
Более полезная система была представлена в системе RAF Gee, которая использовала два синхронизированных сигнала, которые позволяли штурману бомбардировщика определять их местоположение. Его можно было использовать в любом месте в пределах прямой видимости передающих станций в Великобритании и, как правило, обеспечивать приемлемый сигнал на расстоянии примерно до 500 километров (310 миль), в зависимости от высоты самолета. И, что ж, считывалось на экране осциллографа размером около 3 дюймов (76 мм) в поперечнике, что ограничивало точность временных измерений. В результате Gee была точна порядка километров, что было чрезвычайно полезно для навигации и бомбардировки местности, но не обеспечивало точности, необходимой для точечной бомбардировки.
Поскольку точность индикатора Gee во многом определялась механическими размерами индикаторного блока, точность можно было повысить, используя дисплей большего размера. Однако в первые дни существования электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) такие дисплеи были чрезвычайно дорогими и очень длинными, что делало их непригодными для установки на большое количество самолетов Bomber Command.
Идея реверсирования расположения дисплея таким образом, чтобы дисплей мог находиться на земле, а передатчик на самолете, была очевидна. Впервые он был предложен Алеком Ривзом из Стандартные телефоны и кабели в 1940 году, а затем официально представлен с помощью Фрэнсиса Джонса весной 1941 года. 46>
Основная идея состояла бы в том, чтобы иметь две наземные станции, которые периодически посылали бы сигналы на одинаковых, но разных частотах. Самолет имел транспондеры , по одному на каждый сигнал, которые ретранслируют сигналы после приема. Посредством измерения общего времени пути туда и обратно от трансляции до приема и последующего деления на удвоенную скорость света (сигнал проходит к летательному аппарату и обратно) можно определить расстояние до летательного аппарата. Он был по существу идентичен радару, за исключением того, что транспондер значительно усиливал сигналы для обратного пути, что способствовало точности, обеспечивая сильные, четко определенные импульсы сигнала.
Практическая проблема заключалась в использование этих измерений дальности для наведения бомбардировщика на цель. В случае Y-Gerät использовался одиночный луч, который создавал естественную траекторию для полета бомбардировщика. Требовалось измерить и передать экипажу бомбардировщика только дальность полета на этом пути. В случае системы, использующей два измерения дальности, самолет не имел собственного пути в небе. Расположение и направление можно определить, позвонив по телефону двум измерениям дальности в комнату для построения графиков, проведя дуги от станций на этих измеренных расстояниях, а затем определив место пересечения. Однако для этого требовалось время, в течение которого самолет двигался, делая его слишком медленным, чтобы обеспечить желаемую точность.
Гобой принял простое решение этой проблемы. Перед миссией был определен путь, который представлял дугу окружности, радиус которой проходил через цель, измеренный от одной из двух станций. Эта станция получила название «Кошачья». Затем самолет использовал бы обычные методы навигации, точный счет или «Ну и дела», если он был оборудован, чтобы расположиться на некотором расстоянии к северу или югу от цели в точке рядом с этой линией. Затем они начинали лететь к цели, и в этот момент оператор Cat вносил поправки, чтобы самолет летел ближе или дальше от станции до тех пор, пока он не летел точно на нужном расстоянии, чтобы удерживать его на круге.
Станция Cat продолжала удерживать самолет на этом точном расстоянии, пока он летел к цели, заставляя самолет лететь по заданной дуге. Вторая станция под кодовым названием «Мышь» также рассчитывала дальность до цели перед миссией. По мере приближения бомбардировщика к заданному диапазону они сначала выкрикивали "хедз-ап", чтобы указать бомбардировщику начать полет, а затем второй сигнал в нужный момент сбросить его. При использовании этого метода двум станциям не нужно было сравнивать измерения или выполнять какую-либо тригонометрию для определения фактического местоположения в космосе, обе выполняли простые измерения дальности прямо со своего экрана и отправляли свои отдельные поправки на самолет.
На практике дальности не передавались на самолет голосом. Вместо этого тональный генератор выдавал азбуку Морзе точек или тире под контролем операторов. Это было похоже на лучевые системы типа Lorenz, которые британские экипажи уже были знакомы с использованием в качестве средства слепой посадки в довоенный период. Если самолет находился слишком близко к станции, оператор воспроизводил сигнал точки, а когда они находились слишком далеко, - тире. Эти два элемента можно было смешивать так, чтобы по мере приближения к правильному диапазону точки заполняли промежутки между черточками и формировали устойчивый тон.
Периодически сигнал подавался на отправку буквы, чтобы указать, как они были далеко от правильного диапазона, X означает 20 миль (32 км), Y - 10 миль (16 км), а Z - 5 миль (8,0 км). Точно так же станция «Мышь» отправила серию управляемых сигналов, чтобы указать приближение, S, чтобы указать, что заход на посадку начался, а затем A, B, C и D по мере приближения самолета.
В левой части этого изображения показана навигационная консоль для гобоя. Два ЭЛТ, одни из самых больших, построенных в ту эпоху, использовались для общего и точного измерения расстояний. Эта диспетчерская встроена в хижину Ниссена (или аналогичную), что может указывать на то, что это одна из мобильных площадок, перемещенных в континентальную Европу после дня "Д". Однако при таком подходе были некоторые очевидные проблемы. Одним из наиболее очевидных является то, что любая данная наземная станция может отслеживать только один самолет за раз, по сравнению с Gee, где любой бомбардировщик мог принимать сигналы из Великобритании и выполнять необходимые вычисления. Это не сразу устранило ее как полезную систему; У Y-Gerät было такое же ограничение, поэтому он использовался для целеуказания, управляя одним самолетом под управлением и заставляя его сбрасывать осветительные ракеты для следующего самолета. Британцы приняли то же решение.
Но более тревожным было то, что самолет-бомбардировщик должен был лететь прямо и горизонтально по слегка изогнутой траектории, пока наземные операторы определяли его дальность и передавали поправки по радио. В это время самолет будет открыт для атак, которые некоторые считали почти самоубийственными. И, наконец, было указано, что, поскольку британцы так легко заглушили Y-Gerät, даже до того, как он получил широкое распространение, не было никаких оснований ожидать, что немцы не сделают то же самое, как только они обнаружат сигналы.
Несмотря на широко распространенное возражение против использования гобоя, AP Роу приказал начать разработку. Разработка началась как на длине волны 1,5 м, используемой в большинстве ранних британских радарных систем, так и на новой "модной" длине волны 10 см микроволнового, обеспечиваемой магнетроном с резонатором. Последний не только обеспечил бы более высокую точность, но и был бы в значительной степени невосприимчив к помехам, если бы немцы не разработали свои собственные высокомощные микроволновые устройства. Это произошло только в самые последние дни войны.
Две станции были созданы как можно дальше на восток, одна в Дувре (Уолмер ), а вторая в Cromer (RAF Trimingham )). В любой заданной миссии одной из станций будет Кот, а другой Мышь. В ходе первых испытаний в сентябре 1941 года самолет, летевший по дуге в 130 километрах (81 миль) от Дувра, продемонстрировал точность 50 метров (160 футов), лучше, чем любой другой метод бомбардировки, использовавшийся в то время. Точность с бомбами была не такой хорошей, так как сами бомбы не были идентичными и имели немного разные траектории. На демонстрации для высокопоставленных чиновников 2 июля 1942 года система продемонстрировала реальную точность 65 метров (213 футов). Напротив, даже при использовании усовершенствованных визуальных бомбовых прицелов, таких как Norden, средняя точность в 1942 году составляла порядка 1500 ярдов (1400 м).
Гобой был впервые использован в экспериментальных операциях тяжелыми бомбардировщиками Short Stirling в декабре 1941 г., атаковавшими Брест. У этих самолетов был относительно ограниченный практический потолок, и они были ограничены атаками на близком расстоянии, где они сохраняли прямую видимость в Великобритании.
В то время велись большие споры. в Бомбардировочном командовании происходит использование «следопытов», специализированных самолетов и экипажей, которые обнаруживают цели и используют сигнальные ракеты, чтобы пометить их для атаки. Та же самая техника была впервые использована немцами во время молниеносной атаки, в частности специалистом Kampfgeschwader 100, но ее эффективность была серьезно ограничена британскими попытками создания помех. Тем не менее, у этой концепции было достаточно поддержки, так что небольшая группа Москитов была организована для работы в качестве следопыта с использованием обычного оптического прицела. На практике это разочаровало, так как точность улучшилась лишь незначительно.
Но Москиты были также единственным самолетом, который мог летать на высотах, на которых сигналы гобоя могли приниматься над Германией. На встрече летом 1942 года было решено, что Pathfinder Mosquitoes будет оснащен гобой. Столкнувшись с оппозицией ранее, добавление гобоя опровергло аргументы против роли специалиста, и то, что впоследствии стало Pathfinder Force, начало формироваться вопреки продолжающимся возражениям.
Первые эксперименты с гобоем в Боевые действия над Германией начались в ночь с 20 на 21 декабря 1942 года, когда небольшой отряд из шести комаров с гобоями был отправлен на бомбардировку электростанции в Люттераде в Нидерландах, на границе с Германией. Три комплекта не удались, но три оставшихся самолета под руководством командира эскадрильи Л. Bufton, смогли правильно сбросить. Последующая разведывательная миссия на следующий день показала, что можно идентифицировать девять воронок от бомбы, все они сгруппированы близко друг к другу, но примерно в 2 километрах (1,2 мили) от цели. Подобные испытания с небольшим количеством самолетов гобоя, иногда сбрасывающими ракеты для небольшого количества Avro Lancasters, следующих за ними, проводились в течение декабря и января.
Сначала немцы списали эти небольшие атаки в качестве досадных налетов, направленных на нарушение производства путем отправки рабочих в бомбоубежища. Однако вскоре стало ясно, что происходит что-то очень странное; самолеты сбрасывали всего от 6 до 10 бомб, часто через густую облачность, и 80-90% из них поражали свои цели, обычно доменные печи или электростанции. В рамках этого процесса бомбардировщики выпустили фотовспышки, которые осветили землю под самолетом, достаточную для фотографирования. 7 января 1943 года гауптман Александр Даль заметил это и предположил, что они использовали фотографии для исправления ошибок измерения новой системы бомбометания.
Именно это и происходило. Над Великобританией гобой демонстрировал точность порядка десятков метров, но над континентом первые тесты всегда давали худшие результаты. Но вскоре стало ясно, что промахи имеют определенную закономерность, предположительно из-за различий в сетках съемки, используемых на континенте. Решение этой проблемы предложили сами немцы; перед войной они предприняли попытку откалибровать две системы в серии измерений поперек канала, которые также получила британская Ordnance Survey. Используя эти исправления, они смогли исправить неточности почти сразу.
К концу весны экипажи бомбардировочного командования достаточно отработали технику наведения бомбы на маркер, чтобы начать крупные операции. Харрис затем начал серию набегов, известную как Битва за Рур, начавшуюся рейдом на Эссен 5 марта, который, несмотря на правильную маркировку, дал довольно плохие результаты. Следующий крупный рейд на фабрику Krupp в Эссене 12/13 марта был несколько более успешным, за ним последовали несколько рейдов, которые привели к очень разным результатам. К маю, однако, техника была отлажена, и серия очень крупных налетов, обычно с участием 500-800 бомбардировщиков, демонстрировала все более успешные результаты. Среди них был рейд в конце мая на Дортмунд, в результате которого сталелитейный завод Hoesch прекратил производство, и рейд в конце июля на Krupps, который, по словам Геббельса, вызвал «полную остановку производства на заводе Krupps». Анализ результатов показал, что количество бомб, упавших на их цели, увеличилось вдвое по сравнению с эпохой до гобоя.
Операторы немецких радаров четко опознали миссии Гобоя; Самолет стартует на некотором расстоянии к северу или югу от цели, а затем приближается к ней по дугообразной траектории, которую они называли «Бумеранг ». Хотя эксплуатанты быстро привыкли к этим самолетам, на самом деле организовать перехват высоколетающих и высокоскоростных самолетов оказалось чрезвычайно сложно.
Немцам понадобилось больше года, чтобы расшифровать работу системы под руководством инженера Х. Виддра, который обнаружил британский «Пипскик » Идентификация Система друг или враг [IFF] в 1940 году. Первая попытка заглушить гобой произошла в конце августа 1943 года во время атаки на сталелитейный завод в Эссене. Система, установленная на станции слежения Майбаум в Кеттвиг, транслировала ложные сигналы точек и тире в диапазоне 1,5 м, надеясь лишить пилота возможности определить, находятся ли они в правильном положении. Это был тот же метод, который британцы использовали против немецких систем во время Блица.
Однако система Гобой уже перешла на СВЧ-диапазон 10 см Гобой Mk. II, но британцы продолжали передавать старые сигналы как уловку. Невозможность подавить гобой оставалась загадкой до июля 1944 года, когда старый сигнал был неправильно настроен для отметки одной цели, в то время как следопыт точно отметил другую. Немцы быстро предположили, что использовался другой сигнал или система. Немцы были хорошо знакомы с британскими СВЧ-системами в диапазоне 10 см, но в апреле 1944 года Королевские ВВС уже представили Oboe Mk. III, который сопротивлялся усилиям немецких глушителей. Mk. III также позволял до четырех самолетов использовать набор частот (станций) и допускал разные стили подхода, а не только дугу.
К этому моменту Битва за Рур давно закончился, и большая часть бомбардировок британских ВВС была сосредоточена на целях, которые находились слишком далеко в Германии, чтобы их мог заметить Гобой. H2S взял на себя основную роль в эту эпоху. Вторжения дня «Д» и последующий прорыв позволили решить эту проблему, открыв новые станции для гобоев на континенте.
В конце войны Гобой использовался, чтобы помочь доставить продовольствие голландцам, все еще находящимся в ловушке под немецкой оккупацией, в рамках операции «Манна». Точки сброса были установлены с помощью голландского Resistance, а канистры с едой сбрасывались в пределах 30 м (98 футов) от точки прицеливания с помощью гобоя.
Гобой использовал две станции в хорошо разделенных местах в Англии для передачи сигнала на Москито Pathfinder бомбардировщик с радиответчиком. Транспондер повторно передал сигналы, которые затем были приняты двумя станциями. Время прохождения каждого сигнала туда и обратно давало расстояние до бомбардировщика.
Каждая станция для гобоев использовала радио для определения круга определенного радиуса. Пересечение двух кругов указывало на цель. Mosquito пролетел по окружности круга, обозначенного одной станцией, известной как «Кот», и сбросил свой груз (либо бомбы, либо сигнальные ракеты, в зависимости от миссии), когда он достиг пересечения с кругом, определенным другой станцией. известный как «Мышь». На юге Англии была сеть станций для гобоев, и любая из них могла работать как кошка или мышь.
Гобой Mark I был создан на основе технологии Chain Home Low и работает на верхних частотах VHF 200 МГц (1,5 метра).. Две станции излучали серию импульсов с частотой около 133 импульсов в секунду. Ширина импульса может быть короткой или длинной, чтобы самолет принимал его как точку кода Морзе или тире. Станция Cat посылала непрерывные точки, если самолет находился слишком близко, и непрерывные рывки, если самолет находился слишком далеко, и от них пилот мог корректировать курс. (Немцы использовали аналогичный метод с Knickebein.)
Также можно было отправлять различные письма Морзе; например, чтобы уведомить экипаж экипажа о том, что их Москит находится в пределах досягаемости цели. Станция «Мышь» отправила пять точек и тире, чтобы указать на сброс бомбы. Станция «Мышь» включала компьютер бомбового прицела, известный как «Микестро», для определения надлежащего времени высвобождения; Не было особой логики в том, чтобы нести бомбовый прицел на Москито, когда он находился под контролем наземной станции.
Хотя гобой был протестирован против Эссена в январе 1943 года, гобой редко использовался на «крупных промышленных предприятиях», например, в Рурской области. Основная идея Oboe принадлежит Алеку Ривзу из Standard Telephones and Cables Ltd, реализованному в партнерстве с Фрэнком Джонсом из Исследовательского центра электросвязи (TRE); в команду также входил доктор Денис Стопс, который позже стал ведущим физиком Университетского колледжа Лондона. Роль Дениса Стопса в разработке гобоя была настолько секретной, что он был призван в эскадрилью RAF Pathfinder в качестве командира крыла для выполнения своей работы. Его роль заключалась в основном в разработке систем на самолете в сочетании с наземными радиолокационными системами. Система работала с использованием триангуляции для точного определения цели. Доктор Стопс однажды сказал, что одним из неожиданных побочных эффектов системы было то, что немцы часто не знали, что британцы планируют бомбить.
Немцы концептуально импровизировали систему. похож на Гобой, кодовое имя Эгон, для бомбардировки Восточного фронта в ограниченном масштабе. В нем использовались два модифицированных Фрея, которые играли роли Кота и Мыши; Эти две установки Freya Egon были расположены на расстоянии около 150 км друг от друга, и самолет имел двухканальный IFF для реагирования на них. Голосовое радио направляло бомбардировщики. Несмотря на значительные усилия, вложенные немцами в другие электронные навигационные системы, они так и не пошли дальше этой концепции.
Наряду с ограничением дальности у гобоя было еще одно ограничение: он действительно мог использоваться только одним самолетом за раз. В результате британцы переосмыслили гобой и придумали новую схему под названием «GEE-H » (или «GH»), основанную на точно таком же мышлении, отличающуюся только тем, что на самолете установлен передатчик. и оснащение наземных станций транспондером.
Самолет мог использовать две станции параллельно, потому что случайный шум был вставлен в синхронизацию импульсного выхода каждого летательного аппарата. Приемное устройство на самолете могло соответствовать своей собственной уникальной импульсной схеме с той, которая отправляется ответчиком. Каждый цикл приема-ответа занимал у транспондера 100 микросекунд, что позволяло ему обрабатывать максимум 10 000 запросов в секунду и делало «коллизии» маловероятными. Практический предел составлял около 80 самолетов одновременно.
Название «GEE-H» может сбивать с толку, поскольку схема была очень близка к гобою и не очень похожа на GEE. Название было принято потому, что система была основана на технологиях GEE, работала в том же диапазоне волн от 15 до 3,5 метров / от 20 до 85 МГц и первоначально использовала дисплей и калибратор GEE. Суффикс «H» пришел из системы, использующей двухдиапазонный или «H» принцип измерения дальности от транспондеров на двух наземных станциях. Он был примерно таким же точным, как и Гобой.
Гобой появляется в качестве сюжета в эпизоде «Потерянная овца» телесериала BBC Secret Army, в котором поиск сбитого летчика, обладающего техническими знаниями системы.
Список средств радиоэлектронной борьбы времен Второй мировой войны
Эта статья включает текст из публикации, которая сейчас находится в общедоступной домен : Goebel, Greg, "10.3: OBOE / GEE-H / DECCA NAVIGATOR", 10.0: Radio Navigation Systems, www.vectorsite.net, получено 13 сентября 2004 г..
