Ну и дела (навигация)

Бортовое оборудование GEE: слева приемник R1355, справа индикаторный блок типа 62А. В осциллографе отображается смоделированное изображение, включая «фантомный» сигнал А1.

Отсеки управления GEE

передатчик GEE

Гы , иногда пишут ГИ , — радионавигационная система, использовавшаяся Королевскими ВВС во время Второй мировой войны . он измерял временную задержку между двумя радиосигналами Для определения местоположения с точностью порядка нескольких сотен метров на дальностях до 350 миль (560 км). Это была первая гиперболическая навигационная система, которая использовалась в боевых условиях: она поступила на вооружение бомбардировочного командования Королевских ВВС в 1942 году.

Джи была разработана Робертом Диппи как система слепой посадки на малую дальность для повышения безопасности во время ночных операций. В ходе разработки, проведенной Исследовательским институтом телекоммуникаций (TRE) в Суонедже , дальность действия оказалась намного лучше, чем ожидалось. Затем она превратилась в систему общей навигации дальнего действия. Для крупных фиксированных целей, таких как города, атакованные в ночное время, Джи обеспечивал достаточную точность, которую можно было использовать в качестве ориентира для прицеливания без необходимости использования бомбового прицела или других внешних ориентиров. Заглушение уменьшило его полезность в качестве средства бомбардировки, но оно продолжало использоваться в качестве средства навигации в районе Великобритании на протяжении всей войны и после нее.

Gee оставался важной частью набора навигационных систем британских ВВС в послевоенное время и был включен в такие самолеты, как English Electric Canberra и парк V-бомбардировщиков . Он также использовался в гражданских целях, и было создано несколько новых сетей Gee для поддержки военной и гражданской авиации по всей Европе. Систему начали отключать в конце 1960-х, а последняя станция вышла из эфира в 1970 году. Джи вдохновил на создание оригинальной системы ЛОРАН («Лоран-А»).

История

Предварительная работа

Основная идея радиогиперболической навигации была хорошо известна в 1930-х годах, но оборудование, необходимое для ее создания, в то время не было широко доступно. Основная проблема заключалась в точном определении разницы во времени двух близко расположенных сигналов, разницы в милли- и микросекундах.

В 1930-х годах развитие радаров потребовало устройств, которые могли бы точно измерять время сигналов такого рода. В случае с Chain Home сигналы передавали передающие антенны, а любые отражения от удаленных целей принимались отдельными антеннами. Осциллограф (или осциллограф , как его называли в Великобритании) использовался для измерения времени между передачей и приемом. Передатчик активировал генератор временной развертки , который начал быстро перемещаться по дисплею осциллографа «следа». Любые полученные сигналы заставляли луч отклоняться вниз, образуя точку . Расстояние, на которое след переместился от левой части дисплея, можно было измерить, чтобы точно рассчитать разницу во времени между отправкой и получением, что, в свою очередь, можно было использовать для расчета наклонной дальности до цели.

Радар также можно использовать в качестве навигационной системы. Если две станции смогут общаться, они смогут сравнить свои измерения расстояния до цели и использовать базовую трилатерацию для определения местоположения. Этот расчет затем можно было отправить на самолет по радио. Это довольно трудоемкая операция, и хотя во время войны ее использовали как британцы, так и немцы, из-за рабочей нагрузки ее обычно можно было использовать только для управления одним самолетом.

Предложение по системе посадки

В октябре 1937 года Роберт (Боб) Дж. Диппи, работавший в Роберта Уотсона-Ватта радиолокационной лаборатории на авиабазе Королевских ВВС Боудси в Саффолке , предложил использовать два синхронизированных передатчика в качестве основы для системы слепой посадки . Он предусмотрел две передающие антенны, расположенные на расстоянии примерно 10 миль (16 км) друг от друга по обе стороны взлетно-посадочной полосы. Передатчик, находящийся посередине между двумя антеннами, отправлял общий сигнал по линиям передачи на две антенны, что гарантировало, что обе антенны будут передавать сигнал одновременно.

Приемник в самолете настраивался на эти сигналы и отправлял их на дисплей типа A , подобный тем, которые используются Chain Home. Если бы самолет был правильно выровнен по взлетно-посадочной полосе, оба сигнала были бы получены в один и тот же момент и, следовательно, отображены в одной и той же точке на дисплее. Если бы самолет находился с той или иной стороны, один из сигналов был бы принят раньше другого, образуя на дисплее два отчетливых пика. Определив, какой сигнал был принят первым, пилоты будут знать, что они находятся ближе к этой антенне, и смогут восстановить правильное направление, отвернувшись от нее.

Ватту понравилась эта идея, но в то время острой необходимости в этой системе не было очевидно. В то время ВВС в качестве основной ударной силы полагались на дневные бомбардировки плотными формированиями хорошо защищенных бомбардировщиков, поэтому ночные высадки не представляли серьезной проблемы. Средства посадки были бы полезны, но работа с радаром была более насущной необходимостью.

Предложение по навигационной системе

Планы бомбардировочной кампании британских ВВС быстро пошли наперекосяк, особенно после воздушного боя в Гельголандской бухте в 1939 году. Вопреки довоенному мнению, бомбардировщики оказались чрезвычайно уязвимыми как для огня с земли, так и для атакующих истребителей . После некоторого обсуждения было решено, что лучшим решением будет вернуться к ночным бомбардировкам, которые были основной концепцией ранее в 1930-х годах.

Это вызвало потребность в улучшенных средствах посадки и в средствах ночной навигации в целом. Для этой цели Диппи усовершенствовал свою систему и официально представил новое предложение 24 июня 1940 года. В оригинальной конструкции использовались два передатчика для определения одной линии в пространстве вдоль осевой линии взлетно-посадочной полосы. В его новой концепции будут построены диаграммы, иллюстрирующие не только линию нулевой разности, где точки накладываются друг на друга, как система приземления, но и линию, где импульсы принимаются с интервалом 1 мкс, а другой - с интервалом 2 мкс и т. д. В результате получится серия линий, расположенных под прямым углом к ​​линии между двумя станциями.

Одна пара таких передатчиков позволила бы самолету определить, на какой линии он находится, но не свое местоположение на ней. Для этого потребуется второй комплект линий от отдельной станции. В идеале эти линии должны располагаться под прямым углом к ​​первой, образуя двумерную сетку, которую можно было бы распечатать на навигационных картах. Чтобы облегчить развертывание, Диппи отметил, что станцию ​​в центре можно использовать как одну сторону обеих пар передатчиков, если они расположены в виде буквы L. Измерение временных задержек двух крайних станций относительно центра, а затем поиск этих числами на карте, самолет мог определить свое положение в пространстве, приняв точку. Линии сетки на диаграммах дали системе название «Ну и дела» вместо буквы «G» в слове «Сетка».

Поскольку теперь система предназначалась для обеспечения навигации на гораздо более широкой территории, передатчики одной станции должны были быть расположены дальше друг от друга, чтобы обеспечить требуемую точность и покрытие. Решение исходного предложения с одним передатчиком и несколькими антеннами больше не подходило, особенно с учетом того, что станции будут расположены далеко друг от друга, а подключение к общей точке будет сложным и дорогостоящим. Вместо этого Диппи описал новую систему, использующую отдельные передатчики на каждой из станций. Одна из станций периодически отправляла свой сигнал по таймеру. Остальные станции будут оснащены приемниками, принимающими сигнал, поступающий со станции управления. Когда они получали сигнал, они отправляли свои собственные передачи. Это обеспечит синхронизацию всех станций без необходимости использования провода между ними. Диппи предложил построить станции с центральной «главной» и тремя «вторичными» на расстоянии около 80 миль (130 км) и расположенными под углом примерно 120 градусов друг от друга, образуя большую Y-образную схему. Совокупность таких станций называлась сетью.

Ожидалось, что система будет работать на расстоянии около 100 миль (160 км), основываясь на широко распространенном среди радиотехнических кругов Великобритании убеждении, что коротковолновые сигналы частотой 30 МГц будут иметь относительно небольшой радиус действия. При такой дальности система была бы очень полезна в качестве средства для навигации на короткие расстояния до аэропорта, а также для помощи бомбардировщикам построиться в заранее подготовленном месте после запуска. Кроме того, после полета на крейсерскую высоту бомбардировщики могли использовать координаты гравитации для расчета ветра на высоте, что позволяло им более точно рассчитывать координаты после того, как самолет вышел за пределы диапазона гравитации.

Экспериментальные системы устанавливались в июне 1940 года. К июлю, ко всеобщему удовольствию, систему можно было использовать на расстоянии не менее 300 миль (480 км) на высоте 10 000 футов (3,0 км). 19 октября была зафиксирована отметка 110 миль (180 км) на высоте 5000 футов.

Новое наступление

Открытие увеличенной дальности действия Джи стало поворотным моментом в бомбардировочной кампании британских ВВС. Первоначально полагаясь на дневные бомбардировки, Королевские ВВС не вложили огромных усилий в развитие навигационных навыков, необходимых для ночных полетов. Когда началось ночное бомбардировочное наступление «Блиц» , выяснилось, что немцы разработали для этого ряд радиосредств, в частности систему X-Gerät . Королевские ВВС поначалу пренебрегли этим подходом, заявив, что он лишь демонстрирует превосходство подготовки Королевских ВВС.

К концу 1940 года от наблюдателей на местах поступил ряд сообщений, которые отмечали, что бомбардировщики союзников, похоже, не бомбили свои цели. Сообщается, что в одном случае бомбы упали на расстоянии более 50 миль (80 км) от цели. В течение некоторого времени эти результаты были отклонены, но призывы к официальному расследованию привели к появлению отчета Батта , в котором показано, что только 5% бомб, отправленных на миссию, приземлились в пределах 5 миль (8 км) от своих целей. С такой статистикой любая стратегическая кампания, основанная на нападениях на фабрики и подобные объекты, была безнадежной. Это привело к появлению статьи Фредерика Линдеманна пресловутой о « выселении из жилья », которая призывала использовать бомбардировщики против домов немецких граждан, чтобы лишить их способности работать и воли к сопротивлению. Это стало официальной политикой Королевских ВВС в 1942 году.

Пока бушевали дебаты, бомбардировочное командование резко снизило количество боевых вылетов, ожидая восстановления сил с помощью недавно прибывших четырехмоторных «тяжеловесов», таких как « Хэндли Пейдж Галифакс» и «Авро Ланкастер» , а также развертывания «Джи». В совокупности эти два параметра обеспечат точность и вес бомб, которые требовались расчетами Линдеманна. Усилия по тестированию и развертыванию Ge стали первоочередной задачей, и в октябре 1941 года под председательством Роберта Ренвика был создан Исполнительный комитет сети для размещения ряда станций Ge. Джи был не единственным разрабатываемым решением; Вскоре к нему присоединились радары H2S и система «Гобой» .

Почти компромисс

Поскольку первоначальная доступность устройств Ge была ограничена, идея силы следопыта была принята . Эта концепция изначально была разработана Люфтваффе для ночных налетов на Англию. Не имея достаточного количества радиоприемников и широкой подготовки для установки радионавигационных систем на все свои самолеты, они собрали все, что у них было, в единую группу KG100 . Затем KG100 использовали свое оборудование для сброса сигнальных ракет, которые служили точкой прицеливания для следующих бомбардировщиков.

Стремясь протестировать систему Gee, прототипы комплектов использовались на самолетах- индикаторах задолго до того, как серийные комплекты стали доступны в количестве, необходимом для крупных рейдов. 15 мая 1941 года такой набор обеспечил точную фиксацию на расстоянии 400 миль (640 км) на высоте 10 000 футов (3 000 м). Первая полная цепь передатчиков была завершена в июле 1941 года, но при испытаниях над Северным морем эти установки оказались ненадежными. Это было связано с источниками питания и лампами, и летом того же года были разработаны и проверены исправления.

В ночь с 11 на 12 августа два самолета, оснащенных системой Ge, произвели бомбардировку, используя только координаты Ge, и продемонстрировали «сверхъестественную точность». Однако следующей ночью во время рейда на Ганновер , оборудованный «Джи» был потерян «Виккерс Веллингтон» . В комплекте «Джи» не было систем самоуничтожения, и он мог попасть в руки немцев. Эксплуатационные испытания были немедленно приостановлены.

Р.В. Джонс в ответ начал кампанию по дезинформации, чтобы скрыть существование системы. Во-первых, использование кодового имени «Джи» в коммуникационном трафике было прекращено, и были отправлены ложные сообщения со ссылкой на вымышленную систему под названием «Джей»; надеялись, что сходство вызовет путаницу. Двойной агент системы Double Cross сообщил немецкой разведке вымышленную историю о том, как несколько сотрудников Королевских ВВС небрежно говорили в отеле о Джее, а один отверг ее, поскольку это была «всего лишь копия» немецкой системы Knickebein . Джонс чувствовал, что это польстит немцам, которые в результате могут счесть информацию более достоверной. К передатчикам Ge были добавлены дополнительные антенны для излучения ложных, несинхронизированных сигналов. Наконец, над Германией были переданы ложные сигналы Кникебайна. Джонс отметил, что все это говорит о его склонности к шуткам.

Несмотря на эти усилия, Джонс первоначально подсчитал, что потребуется всего три месяца, прежде чем немцы смогут заблокировать систему. Как оказалось, глушение наблюдалось только через пять месяцев после начала кампании, и прошло гораздо больше времени, прежде чем оно стало серьезной проблемой.

В эксплуатацию

Даже после ограниченного тестирования Gee оказался простым в использовании и более чем достаточно точным для своих задач. 18 августа 1941 года бомбардировочное командование приказало начать производство Ge на предприятиях Dynatron и Cossor , причем первые серийные комплекты, как ожидается, поступят в мае 1942 года. Тем временем, 1 января был размещен отдельный заказ на 300 комплектов ручной работы. 1942, который позже был перенесен на февраль. Всего во время Второй мировой войны было произведено 60 000 комплектов Gee, которые использовались ВВС Великобритании, ВВС США и Королевским флотом .

Первый оперативный вылет с использованием Ge состоялся в ночь с 8 на 9 марта 1942 года, когда отряд численностью около 200 самолетов атаковал Эссен . Он был установлен на самолете «Веллингтон» 115 - й эскадрильи британских ВВС «Уоттон» , которым командовал пилот-офицер Джек Фостер, который позже сказал: «Цели были обнаружены и разбомблены, как никогда раньше». Крупп , основная цель, избежал бомбардировки, но бомбы все же попали в южные районы города. В общей сложности 33% самолетов достигли целевой зоны, что является огромным шагом вперед по сравнению с предыдущими результатами.

Первая полностью успешная атака под руководством Джи была проведена 13/14 марта 1942 года против Кельна . Передовые расчеты успешно подсветили цель ракетами и зажигательными снарядами, бомбометание в целом было точным. Бомбардировочное командование подсчитало, что эта атака была в пять раз эффективнее предыдущего налета на город. Успех Джи привел к изменению политики: 60 немецких городов в пределах радиуса действия Джи были выбраны для массовых бомбардировок с использованием 1600–1800 тонн бомб на город.

Чтобы обеспечить покрытие всей Великобритании, под руководством Эдварда Феннесси были построены три сети Gee . Первоначальная цепь начала непрерывную работу 22 июня 1942 года, позже в том же году последовала цепь в Шотландии и юго-западная цепь в 1943 году. Даже когда немецкие усилия по созданию помех начали приносить успех, Gee оставалась полностью полезной в качестве системы навигации ближнего действия над Великобританией. . Только 1,2% самолетов, оборудованных Ge, не смогли вернуться на свою базу, тогда как без него - 3,5%. Джи считалось настолько важным, что неисправный комплект Джи приводил к заземлению самолета.

Одной из иллюстраций регулярного использования Джи бомбардировочным командованием для решения навигационных задач было его использование (хотя и ограниченное) в операции «Наказание » (широко известной как «Рейд по разрушению плотин») в мае 1943 года. В его мемуарах « Впереди вражеский берег » Гай Гибсон , руководитель рейда, кратко упоминает своего штурмана, старшего офицера «Терри» Тэрума, RCAF , который использовал то, что Гибсон называет «G Box» Тэрума, для определения путевой скорости во время полета очень низко ночью над Северным морем от Британии до Голландии. , по пути в Германию.

Обновления

Фотография с низкой высоты легкой мобильной станции Ge, работающей в поле недалеко от Рурмонда, Голландия. Эти передовые станции обеспечивали покрытие Джи на более глубокой территории Германии, а также сильные сигналы для самолетов, возвращающихся на базы в Западной Европе.

Первые серьезные помехи были обнаружены в ночь с 4 на 5 августа 1942 года. Они усиливались по мере приближения бомбардировщиков к своей цели в Эссене, и сигналы становились непригодными для использования на расстоянии от 10 до 20 миль (16–32 км) от цели. Вновь образовавшаяся южная цепь еще не была известна немцам и продолжала приносить пользу. 3/4 декабря с этой цепи была произведена фиксация над Турином в Италии на дальности 730 миль (1170 км). Это осталось оперативным рекордом для «Джи», превзойденным только странным приемом над Гибралтаром на расстоянии 1000 миль (1600 км).

Уже рассматривались меры по борьбе с помехами, в результате которых появился Gee Mk. II. Это заменило исходный приемник новой моделью, в которой генераторы можно было легко снимать и заменять, чтобы обеспечить широкий диапазон рабочих частот. В их число входил исходный диапазон 20–30 МГц, а также новые диапазоны 40–50, 50–70 и 70–90 МГц. Навигатор мог заменить их в полете, позволяя принимать сигналы с любой активной цепи. Джи Мк. II вступил в строй в феврале 1943 года, после чего он также был принят на вооружение 8-й воздушной армии США .

23 апреля 1942 года было дано добро на разработку мобильных станций для Джи в рамках подготовки к вторжению в Европу. Это не только расширит радиус действия системы на восток, но и позволит станциям перемещаться и внезапно появляться в другом месте, если помехи станут проблемой. Первая из трёх таких мобильных цепочек была сформирована 22 ноября 1943 года. Она была введена в эксплуатацию 1 мая 1944 года в Фодже в Италии и впервые была использована в оперативном режиме 24 мая. ​​вскоре после Дня Д. Другие подразделения были отправлены во Францию Мобильные подразделения во Франции и Германии позже были заменены стационарными станциями, «тяжелыми».

После окончания войны в Европе Великобритания планировала отправить «Ланкастеры» на японский театр военных действий в составе «Тайгер Форс» и использовать «Джи» для прохождения рейсов в Азию. Началась подготовка к установке передатчиков «Джи» в Наблусе (в Палестине), которые будут руководить полетами через Ближний Восток, но капитуляция Японии устранила необходимость в этой цепочке. Эту работу проводила компания MEDME в Каире под руководством вице-маршала авиации Р.С. Эйткена.

Немецкие бомбардировщики также использовали систему Ge для атак на Великобританию; захваченные приемники Gee обеспечивали электронику.

Джи-Х

Основная статья: Gee-H (навигация)

Позже во время войны бомбардировочное командование хотело внедрить новую навигационную систему не для определения местоположения, а для обозначения отдельной точки в воздухе. Это место будет использоваться для сброса бомб или указателей цели для ударов других бомбардировщиков. Система гобоя уже обеспечивала это; Гобой отправил запросный сигнал со станций в Великобритании, «отразил» его от приемопередатчиков на самолете и замерил разницу между двумя сигналами, используя оборудование, аналогичное Gee. Однако у гобоя было главное ограничение: он мог направлять только один самолет одновременно, и на наведение одного самолета к цели требовалось около 10 минут. Система, способная одновременно управлять большим количеством самолетов, стала бы значительным улучшением.

Результатом стала новая версия той же базовой концепции гобоя, но перевернутая так, что она приводилась в движение самолетом и отражалась от наземных приемопередатчиков. Для этого на самолете потребуется оборудование, которое могло бы принимать и измерять разницу во времени между двумя сигналами. Повторное использование существующего оборудования Ge для этой цели было очевидным. Новой системе Gee-H потребовалась всего одна модификация — добавление нового передатчика, который будет отправлять сигналы для отражения от наземных приемопередатчиков. После выключения этого передатчика система вернулась к нормальному состоянию устройства Gee. Это позволило использовать его в режиме Gee-H во время атак, а затем в режиме Gee для навигации обратно на свои аэродромы.

использование

«Джи» оказалась настолько полезной, что поспешное развертывание во время войны было рационализировано как основа для постоянной и растущей навигационной системы. Результатом стала группа из четырех сетей: Юго-Западная, Южная, Шотландская и Северная, которые имеют постоянное покрытие на большей части Великобритании вплоть до северо-восточной части Шотландии. К ним присоединились еще две сети во Франции и одна сеть в оккупационной зоне Великобритании на севере Германии.

Технические подробности

Основная концепция

Основная статья: гиперболическая навигация

Один участок цепи Джи лежит вдоль «базовой линии» от станций A до B. В любой точке между этими станциями приемник будет измерять разницу во времени двух импульсов. Такая же задержка будет наблюдаться и во многих других местах гиперболической кривой. Навигационная карта, показывающая образец этих кривых, дает график, подобный этому изображению.

Гиперболические навигационные системы можно разделить на два основных класса: те, которые вычисляют разницу во времени между двумя радиоимпульсами, и те, которые сравнивают разность фаз между двумя непрерывными сигналами. Здесь рассматривается только импульсный метод.

Рассмотрим два радиопередатчика, расположенные на расстоянии 300 км друг от друга. Это означает, что радиосигналу от одного потребуется 1 миллисекунда , чтобы достичь другого. Одна из этих станций оснащена электронными часами, которые периодически посылают триггерный сигнал. Когда сигнал отправлен, эта станция A отправляет свою передачу. Миллисекунду спустя этот сигнал поступает на вторую ​​B. станцию Эта станция оснащена приемником, и когда она видит прибытие сигнала от А , она запускает собственный передатчик. Это гарантирует, что станции будут отправлять сигналы с интервалом ровно 1 мс, при этом второй станции не потребуется иметь собственный точный таймер. На практике фиксированное время добавляется для учета задержек в электронике.

Приемник, прослушивающий эти сигналы и отображающий их на осциллографе, видит на дисплее серию миганий. Измерив расстояние между ними, можно рассчитать задержку между двумя сигналами. Например, приемник может измерить расстояние между двумя сигналами, чтобы определить задержку в 0,5 мс. Это означает, что разница в расстоянии до двух станций составляет 150 км. В этом случае существует бесконечное количество мест, где можно измерить эту задержку – 75 км от одной станции и 225 от другой, или 150 км от одной и 300 км от другой и так далее.

При нанесении на карту совокупность возможных местоположений для любой заданной разницы во времени образует гиперболическую кривую. Набор кривых для всех возможных измеренных задержек образует набор изогнутых расходящихся линий с центром на линии между двумя станциями, известной как «базовая линия». Чтобы определить координаты, приемник выполняет два измерения на основе двух разных пар станций. Пересечения двух наборов кривых обычно приводят к образованию двух возможных мест на равном расстоянии по обе стороны от средней точки базовой линии. Используя какую-либо другую форму навигации, например, счисление пути , можно исключить одно из этих возможных положений, тем самым обеспечив точное определение.

Вместо использования двух отдельных пар станций систему можно упростить, используя одну главную и две вторичные станции, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, чтобы их шаблоны перекрывались. Совокупность таких станций известна как «цепочка».

Цепи Джи

В цепях Ge использовалась схема с одним главным и двумя или тремя подчиненными. Передатчики имели выходную мощность около 300 кВт и работали в четырех диапазонах частот от 20 до 85 МГц .

Сигнал Джи для любой данной цепочки состоял из серии импульсов радиосигнала с огибающей около 6 микросекунд . примерно инвертированной параболы длительностью В системе с тремя станциями ведущий отправлял одиночный импульс, обозначаемый как A , за которым через 2 миллисекунды (мс) следовал двойной импульс A' (A Prime). Первая ведомая станция отправила одиночный импульс через 1 мс после одиночного импульса ведущего, обозначенного B , а вторая ведомая станция отправила одиночный импульс через 1 мс после двойного импульса ведущего, помеченного C . Поскольку у приемника не было никаких средств автоматической синхронизации с главным сигналом, двойной импульс А' позволял определить последовательность приказов штурману, управляющему приемником. Вся последовательность повторяется с циклом 4 мс (т.е. 250 раз в секунду) по схеме ABA'-C . В случае системы с четырьмя станциями описанный выше цикл будет повторяться с добавлением станции D , которая будет передавать еще один двойной импульс. Чтобы это можно было идентифицировать, станция D была рассчитана на частоту 166 раз в секунду, так что ее импульс перемещался от трассы AB к трассе A'-C , не появляясь ни на одной из трасс, и обратно к трассе AB. Таким образом, цикл был АБДА'-КАБА'-СДАБА'-С... . Импульс D , появившийся на обеих трассах, означал, что фиксация может быть сделана с использованием комбинаций AB/AC , AB/AD или AC/AD , что дает более широкую зону высокоточного покрытия, чем система из трех станций.

Запуск импульсов А синхронизировался на частоте 150 кГц с помощью стабильного гетеродина на главной станции. но время иногда намеренно меняли. Время десяти циклов этого колебания частотой 150 кГц, 66,66 мкс, называлось единицей Дж и соответствовало разнице дальностей в 12,4 мили (20,0 км).

Декодирование сигналов

На борту самолета принимались и выводились на дисплей сигналы трех-четырех станций. Приведенное ниже описание относится к системе с тремя станциями, но импульс D может быть заменен импульсом B или C в системе с четырьмя станциями.

При настройке временной развертки «Основной» ЭЛТ-дисплей был настроен на отображение сигнала в двух строках (каждая из которых показывает половину времени сигнала). Для запуска развертки дисплея использовался гетеродин гораздо меньшей сложности, чем на главной станции. При первом включении маловероятно, что время будет точно такое же, как у главной станции, поэтому оператор будет видеть последовательность миганий, перемещающихся по экрану. Ручка управления, которая настраивала генератор, использовалась для настройки частоты гетеродина до тех пор, пока мигания на дисплее не становились постоянными, что означало, что локальный и задающий генераторы теперь имели одинаковую синхронизацию. Импульсы идентифицировались, затем управление генератором настраивалось так, чтобы двойные импульсы A' находились слева от нижней кривой.

Поворотные переключатели с последующей точной регулировкой использовались для размещения маркеров под импульсами B и C (маркеры инвертировали импульсы на дисплее), а затем временная развертка переключалась в «быстрое» положение, что добавляло дополнительные строки к отображать и отображать импульсы A и A' над инвертированными импульсами B и C соответственно. Точная настройка будет использоваться для размещения импульса B непосредственно под импульсом A , а импульса C непосредственно под импульсом A' . Был включен переключатель, называемый «переключателем очистки», и отмечено время исправления. Переключатель очистки изменил отображение импульсов на дисплее, отображая внутреннюю генерируемую шкалу. Эта шкала будет считываться в «быстрой» позиции временной развертки для десятичных показаний, за которой следуют целые числа, которые будут считываться на дисплее с настройкой «Основной» временной развертки. Соответствующие числа из показаний AB и A'-C будут нанесены на решетчатую диаграмму.

Сигналы от разных цепочек были расположены близко друг к другу по частоте, настолько близко, что широкополосный приемник R1355 часто настраивался на более чем одну цепочку одновременно. Для идентификации станции сигналы A' отправлялись периодически. После того, как изображение стабилизировалось и последовательности импульсов появлялись в одном месте на экране, можно было увидеть, как импульсы A' мигают по заданному шаблону (таким образом, на дисплее появляются «ореолы»). Это позволило оператору определить идентичность главного сигнала и, таким образом, выбрать цепочку, которую он хотел использовать, разместив связанный с ним сигнал A' в левом нижнем углу.

Точность

На больших расстояниях гиперболические линии напоминают прямые линии, исходящие из центра базовой линии. Когда рассматриваются два таких сигнала из одной цепочки, результирующий рисунок линий становится все более параллельным, поскольку расстояние до базовой линии становится меньше по сравнению с диапазоном. Таким образом, на коротких дистанциях линии пересекаются под углом, близким к 90 градусам, и этот угол постепенно уменьшается с увеличением дальности. Поскольку точность определения зависит от угла пересечения, все гиперболические навигационные системы становятся все более неточными с увеличением дальности.

При проверке сигнала на расширенном дисплее время было основано на 1/10 единицы Дж, или 6,66 мкс. Это соответствует расстоянию в 1,24 мили (2000 м). Предполагалось, что оператор в хороших условиях может измерить пики огибающей импульса в пределах 1/10 калибровочной отметки, или 0,124 мили (200 м). Это базовая точность системы Джи, по крайней мере, на более коротких дистанциях и в местах вблизи центра базовых линий, где гиперболические линии были близки к перпендикуляру. На практике точность зависела от дальности действия передатчиков и примерно зависела от квадрата расстояния. Сообщалось, что на коротких дистанциях точность составляла 165 ярдов (151 м), а на больших дистанциях над Германией - около 1 мили (1,6 км).

Оборудование

Бортовая часть Gee Mk. Система II состояла из двух частей: радиоприемника Р1355 и индикаторного блока осциллографа типа 62 (или 62А). Они были соединены двумя толстыми кабелями, один из которых передавал видеосигнал, а второй подавал питание на индикатор, причем источник питания был встроен в приемник для экономии места на стороне дисплея. Также была произведена «тропическая» версия системы с приемником R3645 и индикаторным блоком типа 299, в котором источник питания последнего был перенесен в блок дисплея.

R1355 был спроектирован таким образом, чтобы можно было легко заменять радиочастотный блок (RFU) в полете. Это позволяло навигатору выбирать различные цепи ускорения, причем операция переключения занимала всего минуту или около того. Смену РФС также можно было использовать, чтобы избежать помех, поскольку немцы не знали бы, какие цепи активно использовались.

Джи-Х, используйте

В случае с Gee-H использование системы изменилось незначительно. Вместо того, чтобы развертка синхронизировалась гетеродином в блоке дисплея, сигнал запуска посылался встроенным таймером. Сигнал также был усилен и отправлен на опрос удаленных наземных станций, ответные сигналы которых были приняты на существующий приемник «Джи». Теоретически это можно использовать для расчета исправления точно так же, как и в случае с Ge, с использованием других диаграмм. Однако навигация к цели с использованием такой системы была бы сложной; необходимо будет принять несколько исправлений с течением времени, а затем усреднить их, чтобы рассчитать скорость и направление движения.

Вместо этого Gee-H использовалась аналогично более ранней системе гобоя. Навигатор сначала выбирал станцию ​​в качестве «кошачьего» сигнала, используя ее в качестве основного навигационного маяка. Измерялось расстояние от кошачьей станции до цели, а затем рассчитывалась задержка сигнала, которая будет видна на этом расстоянии. Таймер в устройстве был установлен на эту задержку, создавая в этой фиксированной точке на дисплее отдельный значок, похожий на букву «А». Полученный импульс от станции «кошка» также будет отображаться на той же трассе. Давая пилоту указание повернуть влево или вправо, штурман вел бомбардировщик до тех пор, пока два следа не перекрывались точно, а это означало, что бомбардировщик летел на точном расстоянии от станции. Затем пилот должен был вести самолет по дуге окружности, которая привела бы его к точке прицеливания, с периодическими корректировками навигатора, необходимыми для выравнивания двух точек. Сигнал, полученный от второй станции «мышь», также был настроен для отображения на нижней трассе, но в этом случае расстояние продолжало бы меняться по мере полета самолета по дуге станции «кошка». Когда этот сигнал перекрывал заданный диапазон от «мыши», полезная нагрузка сбрасывалась.

Использование такого метода работы значительно снизило нагрузку на штурмана. На протяжении большей части миссии ему просто приходилось следить за тем, чтобы отметки на верхнем графике были выровнены на дисплее, а затем периодически следить за временем за нижними знаками. Кроме того, поскольку измерения всегда проводятся по прямым линиям от станции, а не по гиперболическим кривым, точность падает линейно, а не пропорционально квадрату расстояния. Таким образом, Gee-H мог направить бомбардировщик на расстояние до 120 ярдов над Германией, что значительно лучше, чем точность Gee примерно в 1 милю на том же расстоянии.

Преимущества и недостатки

В отличие от немецких лучевых систем , в которых бомбардировщики летели к своим целям по лучу, импульсы Дж излучались во всех направлениях, поэтому в случае обнаружения они не раскрывали пункты назначения бомбардировщиков. Поскольку система была пассивной, в отличие от H2S , не было обратных сигналов, которые могли бы выдать позиции бомбардировщиков ночным истребителям . Кроме того, это означало, что все самолеты могли использовать систему одновременно.

Джи был очень восприимчив к помехам; все, что немцам нужно было делать, это излучать ложные импульсы, из-за которых невозможно было определить, какой сигнал со станций был настоящим, а какой транслировался с помощью глушилки. Это можно было бы легко организовать, найдя другую подчиненную станцию ​​во Франции или Нидерландах и изменив ее задержку и мощность сигнала, чтобы ее сигналы выглядели похожими на сигналы одной из станций в Великобритании. Это сработало только над Германией; когда самолет пролетает над Великобританией, сигнал будет слишком слабым. Используя обычные радиоприемники и рамочные антенны для пеленгации, радисты могли определить, какой из сигналов был ложным. Даже если он был заглушен над территорией противника, «Джи» имел чрезвычайно полезное преимущество, заключающееся в обеспечении надежной навигационной фиксации, когда самолет, направлявшийся домой, по возвращении из боевых действий находился над Северным морем, что облегчало возвращающимся бомбардировщикам поиск своих аэродромов, что в результате уменьшало потери из-за несчастные случаи.

Станции

Цепи времен Второй мировой войны

У каждой цепочки было кодовое слово с названиями американских штатов, что позволяло предположить, что это было сделано для использования американских самолетов.

Примечание. AMES — это сокращение от «Экспериментальная станция Министерства авиации» .

Восточная цепь

Тестовые работы, включая определение времени и мощности сигнала, проводились в нескольких местах на протяжении большей части 1941 года, при этом 4 передающие станции в Давентри (главная), Вентноре, Стениготе и Кли-Хилле (подчиненные), а также станция мониторинга в Грейт-Бромли работали в качестве экспериментальная цепочка с июля.

Восточная цепь вступила в строй (в отличие от проведения испытаний) с марта 1942 года и использовалась в крупных и беспрецедентно успешных рейдах «Бомбардировщика» Харриса на Любек и Кельн той весной. Ее штаб и станция наблюдения, первоначально находившиеся в Грейт-Бромли , перебрались в Баркуэй в ноябре того же года. Тогда руководил командир звена Филлипс, которому помогал командир эскадрильи Аллерстон и научный сотрудник Эдвард Феннесси.(AVIA 7/1251, AIR 29/147 и другие файлы Национального архива; карты министерства авиации объектов Gt Bromley и Barkway в музее RAF; Дж. П. Фойнс «AMES 24: Пилоны в Грейт-Бромли»). В боевую готовность 22 июня 1942 г.

Вирджиния: 48,75 МГц

• Мастер, Давентри , Нортгемптоншир ( СП590631 )
• Кли Хилл , Шропшир (англ.) SO598779 )
• Стенигот ( ТФ257825 )
• Вентнор, затем Гиббет-Хилл , Хиндхед, Суррей ( SU899359 )
• Цепной монитор, RAF Gt Bromley, Эссекс, затем Баркуэй, недалеко от Ройстона , Хартфордшир . ( ТЛ380364 )

Южная цепь

Источник:

Вирджиния: 48,75 МГц. Восточная и Южная (Вирджиния) сети не могли работать одновременно.

• Мастер, Булбарроу-Хилл
• Трули Хилл
• Западный Праул

Каролина: 44,90 МГц. Используется Береговым командованием и объединенными операциями.

Те же главные и подчиненные сайты.

Юго-Восточная цепь

Источник:

Каролина: 44,90 МГц. Используется комбинированными операциями.

• Мастер, Трули Хилл
• Каньюдон

Северная цепь

Сеть Northern Gee действовала с конца 1942 года по март 1946 года.

• Мастер, Бурифа-Хилл на Даннет-Хед , в Кейтнессе , Шотландия . ( НД201755 )
• Скаусбург, Шетландские острова (англ. HU387187 )
• Уиндихед-Хилл, Пеннан , Абердиншир ( англ. НДЖ854619 )
• Санго, Дернесс , Сазерленд ( NC414677 )
• Chain Monitor расположен на холме Бурифа.

цепь

• Мастер, Шарпитор ( SX73 )
• Стоит Матраверс ( СИ964778 )
• Сеннен ( SW3625 )
• Глупость ( СМ858195 )
• Цепной монитор, Трерю ( SW812585 ) [1]

Уорт-Матраверс использовался после войны как тренировочная база для операторов Джи.

• C Раб Брест. AMES 101 (легкий Тип 100) от 2 декабря 1944 г.

Северо-Восточная цепь

Источник:

В боевой готовности 18 апреля 1944 г.

• Основная станция, Ричмонд, Йоркшир, AMES 7711
• Невольничья станция B, Хай-Уиттл, Нортумберленд, AMES 7721
• Подчиненная станция C, Стенигот, AMES 7722. Изменена на Нетлтон (ранее известная как Кайстор) из-за плохого покрытия со стороны Стенигот.

Западная сеть

Западная сеть была запланирована, но отменена.

Северо-западная сеть

Источник:

В эксплуатации около шести месяцев в 1945 году.

Планируется:

• Главная станция, Mull AMES 7411 (Место неизвестно)
• Подчиненная станция B, Салиго Бэй, AMES 7421
• Подчиненная станция C, Барра, AMES 7422 (Место неизвестно)
• Невольничья станция D, Даун-Хилл (Северная Ирландия) AMES 7423

Оперативный:

• Главная станция, залив Салиго
• Невольничья станция B, Даун-Хилл (Северная Ирландия)
• Невольничья станция C, Килкеннет, Тайри

Другие

Источник:

В 1945 году, после Дня Победы, планировалось перебросить большое количество бомбардировщиков «Ланкастер» в Азию для поддержки войны против Японии, а также для помощи в управлении бомбардировщиками во время переброски. Цепи Джи находились в процессе создания под руководством Air Vice. -Маршал Макс Эйткен. Эта работа прекратилась после того, как были сброшены атомные бомбы. Станция создавалась в Наблусе, в Палестине, под контролем RAF MedME в Каире.

Была еще одна сеть в Индиане, использовавшая частоту 46,79 МГц, но к 1943 году она не использовалась.

Была выделена аварийная частота (XF) 50,5 МГц, кодовое слово Зейнсвилл.

Post D-Day

Цепочка каналов

• Магистр Великобритания
• Раб Великобритания
• C Раб Анневиль-ан-Сер, Шербур. В боевой готовности 23 августа 1944 года. AMES 7921.

Цепь Реймса

Источник:

В боевой готовности 5 октября 1944 г. 83,5 МГц.

• Мастер Реймс AMES 7912 стал AMES 7913.
• Подчиненный B La Capelle AMES 7925 стал AMES 105
• C Подчиненный Ligny AMES 7926 стал AMES 128.
• D-ведомый Estissac AMES 7924 стал AMES 124
• Монитор Mourmelon AMES 7931

Лувен / Рурская цепь

Источник:

Вступил в строй 9 октября 1944 г., заменен тяжелой мобильной техникой 23 октября 1944 г. и стал Рурской цепью.

80,5 МГц (?)

• Master Louvain AMES 107 будет заменен на AMES 7911.
• Подчиненный B Eindhoven AMES 105 будет заменен на AMES 7923.
• C Подчиненный Laroche AMES 106 будет заменен на AMES 7922.
• D Подчиненный Axel AMES 108 будет заменен на AMES 7921.

Саарская цепь

Источник:

Вступил в строй 21 марта 1945 года с использованием легких установок Тип 100. Заменены тяжелыми частями из Реймсской цепи. 50,5 МГц

• Master St Avold AMES 108 стал AMES 7912, а AMES 108 стал резервным.
• Подчиненный B Diekirch AMES 106 стал AMES 7925, а AMES 106 стал резервным.
• C Ведомый Saverne AMES 104 стал AMES 7225 с AMES 104 в качестве резервного.
• D Раб Гондеркур

Сеть Мец / Мюнстер

• Магистр коммерции AMES 108
• B Подчиненный Арлон AMES 106
• C Подчиненный Remiremont AMES 104

Франкфуртская сеть

• Мастер Рурмонд Эймс 7932 позже Эймс 7911
• B Подчиненный Неймеген AMES 120 позже AMES 7923
• C Подчиненный Euskirchen AMES 102, позже AMES 7922 (AMES 102 был первым подразделением 72-го крыла, развернутым в Германии)
• D Подчиненный Лувен AMES 129 позже AMES 7921

Инсбрук / Нюрнбергская цепь

Запланировал, но решил, что в этом больше нет необходимости, хотя и решил продолжить работу в рамках послевоенной организации Джи. В боевой готовности 26 апреля 1945 г.

Кассель / Центральногерманская сеть

Источник:

• Мастер Винтерберг AMES 7932
• B Подчиненный Оснабрюк AMES 120
• C раб Гота Эймс 102
• D Ведомый Бад Хомберг AMES 131

Мюнхенская сеть

Источник:

Предложенный:

• Мастер Бад Хомберг AMES 108
• B Подчиненный Fulda AMES 106
• C Раб Нойштадт AMES 104
• D Раб Кемпених AMES 127

Развернуто как:

• Мастер Хессельбург AMES 7912
• Подчиненный B Zinzenzell AMES 7925
• C Подчиненный Мюнсинген AMES 7926
• D Подчиненный Fulda AMES 7921

после Второй

После Второй мировой войны система Gee использовалась в качестве навигационного средства гражданской авиации, но в основном с новых мест.

Английские цепи

После Второй мировой войны ВВС Великобритании переместили две из трех сетей магазинов Gee времен войны в Англию. Восточная и Юго-Западная цепи (по четыре станции каждая) и Южная цепь из трех станций. Южная сеть стала сетью с четырьмя станциями в Лондоне, а Восточная сеть стала сетью Мидленда. Это было запланировано на 1948 год.

Северная цепь

Это продолжалось и после Второй мировой войны с использованием существующих объектов: двух на северном побережье Шотландии, одного к северу от Абердина и одного на Шетландских островах .

Шотландская цепь

Открыт примерно в 1948 году и закрыт в начале 1969 года.

Основная станция: Лоутер-Хилл

Подчиненные станции:

• Грейт-Дан-Фелл , Камберленд
• Крейгоул-Хилл , недалеко от Данди
• Ру Стафниш , недалеко от Кэмпбелтауна

Другие сети

Сеть станций Джи была открыта после войны в Северной Германии. Станции находились в Винтерберге , Бад-Ибурге , Нордхорне и Ухте .

В период 1955–59 годов было несколько станций, которые выглядели скорее обманом, чем действительно действующими. Они находились в 550 SU в форте Спейкербур недалеко от Пурмеренда , Голландия; 889 SU в Эккернфёрде в Северной Германии; и 330 SU за пределами Ингольштадта в Баварии, Германия. В конце 1950-х годов эти станции работали редко, если вообще когда-либо работали. 330Су представлял собой объединение 3-х частей связи 330, 259 и 953 и находился в непрерывной эксплуатации в Ингольштадте с мая 1958 года по сентябрь 1961 года. Остальные 2 единицы, образующие эту цепочку, находились в Оберкирхене и Шлезвиге . Все три имели особую привлекательность: Ингольштадт имел доступ к главному штабу армии США в Мюнхене . Оберкирхен находился недалеко от центра зимних видов спорта NAAFI , а Шлезвиг находился в дюнах, рядом с зоной для купания обнаженных.

Ссылки

Библиография

• Бланшар, Уолтер (сентябрь 1991 г.). «Глава 4». Журнал навигации . 44 (3).
  • Модифицированная версия: Джерри Прок, «Система GEE» , 14 января 2001 г.
• Коул, Стив (август 1998 г.). «Видоискатель: RAF Barkway, Баркуэй, Хартфордшир (номер ссылки: BB98/27420)» . Английское наследие. Архивировано из оригинала 7 августа 2011 года . Проверено 11 октября 2011 г.
• Коул, Стив (август 1998b). «Видоискатель: RAF Barkway, Баркуэй, Хартфордшир (номер ссылки: BB98/27424)» . Английское наследие. Архивировано из оригинала 7 августа 2011 года . Проверено 11 октября 2011 г.
• Диппи, Роберт (январь 1946 г.). «Ну и дела: радионавигационный помощник». Журнал Института инженеров-электриков - Часть IIIA: Радиолокация . 1 (1): 344–345. дои : 10.1049/ji-3a-1.1946.0131 .
• Кэмпбелл, В. (2000). «Глава 16: Джи и Лоран» (PDF) . Канадцы на радаре: Королевские ВВС Канады, 1940–1945 гг . Канадский проект истории радаров. Архивировано из оригинала (PDF) 22 сентября 2020 года . Проверено 15 ноября 2011 г.
  • Взято из конфиденциального документа Министерства авиации CD1136, 1956 г.
• Джонс, Р.В. (1978). Самая секретная война . Хэмиш Хэмилтон. ISBN  0-241-89746-7 .
  • Также опубликовано в США как The Wizard War: British Scientific Intelligence 1939–1945 , Coward, McCann and Geoghegan, 1978.
• Хей, доктор юридических наук (1960). «Ну и дела, Эймс, тип 7000». Учебник по радиосвязи, том 7, Радиолокационные методы, Министерство авиации AP3214(7) . стр. 242–249.
• Браун, Луи (1999). Радиолокационная история Второй мировой войны: технические и военные императивы . ЦРК Пресс. ISBN  9781420050660 .

Дальнейшее чтение

• Лэтэм, Колин; Стоббс, Энн (1996). Радар, чудо военного времени . Издательство Саттон. ISBN  0-7509-1643-5 .
• Харрис, Артур (1995). Донесение о боевых действиях с 23 февраля 1942 г. по 8 мая 1945 г. Рутледж. стр. 65–67. ISBN  9780714646923 .
• Вакелам, Рэндалл Томас (2009). Наука о бомбардировке: оперативные исследования в бомбардировочном командовании Королевских ВВС . Университет Торонто Пресс. п. 242 . ISBN  978-0-8020-9629-6 .

Внешние ссылки

• Радионавигационные системы в фильме Грега Гебеля «Волшебная война»
• GEE как устройство самонаведения
• Страница Имперского военного музея. Архивировано 5 марта 2005 г. в Wayback Machine ; информация о восстановленных ресиверах Gee.
• Страница Radarpages.co.uk ; информация о механике системы.
• История RAF Wintenberg и северогерманской сети Gee. Архивировано 11 августа 2018 года в Wayback Machine.
• «GEE - импульсная система гиперболической навигации» - 1946 года реклама компании Cossor GEE in Flight .
• "Ну и дела, замыкание цепи", 1970 года. сюжет летных новостей
• Ну и дела в цифровом архиве Международного центра управления бомбардировочной авиацией.