Пип-скрип

Pip-squeak — радионавигационная система, использовавшаяся британскими Королевскими ВВС в начале Второй мировой войны . Пип-Скрип использовал голосовую радиостанцию самолета для периодической передачи тонального сигнала частотой 1 кГц, который улавливался наземными приемниками высокочастотной пеленгации (HFDF, «хафф-дафф»). Используя три измерения HFDF, наблюдатели могли определить местоположение дружественного самолета с помощью триангуляции .

Пип-писк использовался истребительной авиацией во время битвы за Британию как часть системы Даудинга , где он обеспечивал основное средство определения местоположения дружественных сил и косвенно обеспечивал идентификацию друга или врага (IFF). В то время радиолокационные системы располагались на берегу и не обеспечивали покрытия внутренних территорий, поэтому системы IFF, создававшие уникальные радиолокационные изображения, не всегда были полезны для управления перехватом. Для обеспечения покрытия в этих областях был добавлен режим «пип-писк». По мере того, как было добавлено больше радиолокационных станций и стали широко охватываться надземные территории, на смену системам IFF пришли все более совершенные системы.

Пип-писк получил свое название от современного комикса « Пип, Писк и Уилфред» . Впервые это было реализовано в радиоприемнике TR.9D. Система также использовалась USAAF , где оборудование было известно как RC-96A.

Фон

До радара

К середине 1930 года командование ПВО Великобритании (ADGB) Королевских ВВС планировало свой ответ на угрозу воздушного нападения. Это включало в себя строительство большого количества акустических зеркал для обеспечения раннего предупреждения, а также сети наблюдательных станций, которые вскоре будут объединены в Королевский корпус наблюдателей (ROC). Система будет обеспечивать оборону только в районе Лондона , начиная с побережья от Саффолка до Сассекса , с тонким поясом зенитной артиллерии , районом действия истребителей внутри страны и второй группой орудий в городе или вблизи него. Система практически не изменилась по сравнению с аналогом времен Первой мировой войны, но значительно расширила территорию, отведенную для истребителей. ^{[ 1 ]}

В ходе испытаний, проведенных в основном на Биггин-Хилле в середине 1930-х годов, расширенная зона действия истребителей продемонстрировала серьезную проблему с отслеживанием дружественных сил. Особенно когда высота увеличивалась или погода становилась все более пасмурной, наблюдатели больше не могли отслеживать или идентифицировать истребители. Это не позволяло централизованным центрам управления и сопровождения правильно наводить истребители на цели. Радиолокация была отмечена как решение этой проблемы на раннем этапе. ^{[ 1 ]}

Хафф-дафф

принял на себя командование системой ADGB и объединил ее в основную сеть истребительного командования , Вскоре после того, как Хью Даудинг установка высокочастотной пеленгации , или «хафф-дафф», устанавливает приоритет. Летом 1937 года он потребовал, чтобы каждый сектор был оборудован тремя установками «хафф-дафф», чтобы можно было быстро определить местонахождение истребителей. Одновременно с этим была представлена последняя версия широко используемой радиостанции TR.9 - TR.9B. ^{[ 1 ]}

Штаб авиации не спешил отвечать на запрос Даудинга из-за нехватки электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), используемых в установках «хафф-дафф», и к концу 1937 года было оборудовано только пять секторов. Во время испытаний в марте 1938 года ценность DF как части системы отчетности стала совершенно очевидной для всех участников, и 14 апреля 1938 года министерство авиации заказало еще 29 комплектов для оснащения всех секторов. Первоначально они поставлялись без ЭЛТ, и для надежного определения направления с помощью ручного радиогониометра требовалось больше времени , но они были разработаны для модернизации по мере появления ЭЛТ. ^{[ 1 ]}

Пип-скрип

На протяжении 1938 года Королевское авиационное предприятие работало над новой версией набора TR.9, моделью «D», которая была разработана специально для помощи операторам пеленгации. Эта модель включала в себя один усилитель передачи и два генератора радиочастоты, что позволяло быстро переключаться между двумя частотами вещания. Используя один для голоса, а другой для пеленгации, самолет мог транслировать сигнал пеленгации по отдельному каналу, не нарушая связь других самолетов по голосовому каналу. ^{[ 1 ]}

Ключом к системе было добавление генератора тонов, который производил тон частотой 1 кГц, «писк». При подключении к передатчику TR.9D он издавал характерный тон, который можно было легко обнаружить на устройствах «хафф-дафф». Для дальнейшего улучшения работы был установлен автоматический переключатель, который переключал радиостанцию на частоту пеленгаторного вещания и включал генератор, а затем снова выключал его через заданный период времени. Чтобы указать, что система активна, тот же тон частотой 1 кГц воспроизводился в наушниках пилота с приглушенным уровнем громкости. ^{[ 1 ]}

Введение МКФ

Некоторое экспериментальное использование систем IFF имело место еще в 1936 году, но эти пассивные «отражательные» системы оказались практически бесполезными. Система активного транспондера, основанная на регенеративном приемнике, была представлена в 1939 году. ^{[ 2 ]} но продемонстрировал проблемы с настройками усиления и имел тот недостаток, что мог работать только с радарами Chain Home. ^{[ 3 ]}

Эти проблемы были решены в IFF Mark II , который имел автоматическую регулировку усиления и несколько внутренних приемников, которые могли реагировать на любой из популярных радаров той эпохи. Mark II был большим достижением, но он стал доступен в 1940 году, как раз перед началом битвы за Британию. Поставки были вынуждены ждать до окончания битвы, после чего они были быстро установлены на большей части флота британских ВВС. ^{[ 4 ]}

Теоретически система IFF делала ненужным использование системы «писк-писк», но из-за отсутствия радиолокационного покрытия внутренних территорий ее продолжали использовать. Новые радары, особенно AMES Type 7 , начали заполнять эти районы до 1941 года. «Писк» продолжал использоваться и после этого периода в качестве аварийной навигационной системы в случае потери самолета, позволяя наземным операторам определять местонахождение самолета с помощью их голосовые радиоприемники. ^{[ 3 ]}

Описание

Вещатель

Бортовой блок Пип-Скрипа состоял из двух основных частей: генератора, издающего свист на частоте 1 кГц, и механических часов с электрическими контактами для периодического включения и выключения генератора и радиопеленгационного канала. При использовании TR.9D, наиболее распространенной радиостанции на ранних этапах войны, было доступно два канала, а частоты выбирались перед миссией с помощью сменных кварцевых генераторов . И у командира секции, и у еще одного самолета в секции обычно был писк на борту. ^{[ 5 ]}

Вскоре после формирования после схватки командиров эскадрилий просили подготовить свои часы. В исходной системе для этого требовалось повернуть ручку «ветра», которая перемещала единственную секундную стрелку против часовой стрелки по циферблату часов. В каждой эскадрилье было до четырех секций самолетов, хотя в большинстве эскадрилий одновременно было две или три секции. В каждой секции было свое положение руки; красная секция имела положение «12 часов», желтая — «9 часов», синяя — «6 часов» и зеленая — «3 часа». ^{[ 5 ]}

Как только часы будут правильно установлены, контроллер сектора начнет обратный отсчет: «Синхронизировать время», 5, 4, 3, 2, 1, отметка . На отметке пилоты включали часы, после чего секундная стрелка начинала двигаться по часовой стрелке. Когда стрелка достигла положения «12 часов», генератор автоматически включился и снова выключился незадолго до положения «3 часа», транслируя 14 секунд в минуту. Система также автоматически переключила радио с голосового канала на писк в положении «12 часов»; если бы пилот говорил, его бы перебили. ^{[ 5 ]}

Красная секция, стартовав с позиции 12 часов, начала вещание сразу после активации системы. Когда через 14 секунд они остановились, часы желтой секции уже достигли отметки 12 часов и начали трансляцию, и так далее. В течение одной минуты все четыре секции (если они есть) пищали и их можно было обнаружить. ^{[ 5 ]}

Отдельный переключатель радиоуправления останавливал передачу радиосигнала, а часы продолжали идти. Это позволило пилоту настроить систему в начале полета, а затем отключить ее, когда требовалось улучшение связи, например, в бою. Затем систему можно было снова включить в любое время, при этом часы все еще находились в правильном положении. Командиры секторов могли попросить пилотов включить его, спросив: «Ваш петушок кукарекает?». ^{[ 5 ]}

Существовали две распространенные версии «пип-писка»: одна с часами, расположенными в кабине, и вторая, в которой использовалась удаленная система часов. ^{[ 6 ]} Позже он поместил «Главный контактор» в коробку в отсеке для оборудования рядом с радиостанцией, и перед миссией он был заранее установлен в правильное место для подержанных устройств для каждой секции. Дисплей «Дистанционного контактора» располагался в кабине и приводился в действие электрическими сигналами от главного контактора, сигналы которого, подаваемые один раз в секунду, приводили в действие шаговый двигатель, приводящий в движение секундную стрелку. В этой версии был только один элемент управления для включения и выключения часов, чтобы запустить их с «отметки», отдельный переключатель на радиоконсоли позволял останавливать и запускать сигнал, оставляя часы включенными. ^{[ 5 ]}

Построение графика

Каждый сектор был оборудован тремя приборами типа «хафф-дафф» для определения местоположения радиостанций «пип-писк». Хотя теоретически требовалось только два, добавление третьего обеспечивало избыточность, а также помогало снизить вероятность ошибок при построении графика. Станции были расположены на расстоянии примерно 30 миль (48 км) друг от друга, как можно ближе к равностороннему треугольнику. Одна из трех станций располагалась в Центре управления сектором, а две удаленные станции связывались с центром по телефонным линиям. ^{[ 1 ]}

В Секторальном Контроле использовалась простая система для быстрого устранения проблем . Он состоял из круглой доски с картой на верхней поверхности, отмеченной национальной сеткой Картографического обзора , и ряда углов компаса на транспортире по внешнему краю. Местоположение трех станций было обозначено небольшими отверстиями, просверленными в карте. Через отверстия проходили утяжеленные веревки, которые плоттеры могли тянуть вверх и по карте. Когда был получен отчет от оператора «хафф-дафф», плоттер натягивал веревку так, чтобы она лежала под указанным углом; груз (или эластичный шнур) на другом конце удерживал веревку натянутой. ^{[ 1 ]}

При построении трех отчетов строки обычно пересекаются в небольшом треугольнике или звездочке где-нибудь на карте. Это местоположение было прочитано по Решетке. Операторы могли определить, какой участок они отслеживают, просто взглянув на часы сектора, окрашенные в цвета секций, поскольку секции вручную синхронизировали свои часы с этими часами. Затем четвертый оператор, наблюдавший за участками, вызывал позицию в главный оперативный зал. Система требовала от всех участников быстрых действий, поскольку у них было всего 14 секунд, чтобы построить график, прежде чем будет передан следующий раздел. ^{[ 7 ]}

Когда местоположение сетки было передано в операционную, маркер этого раздела мог быть обновлен на таблице построения сектора. Пип-писк не давал напрямую информации для идентификации «свой-чужой» (IFF), но на практике служил этой цели, позволяя операторам определять, какие участки являются дружественными. Это можно использовать, например, когда отчеты радаров или наблюдателей Китайской Республики отслеживали дружественные силы, не зная об этом. ^{[ 1 ]}

Проблемы

Хотя «пип-писк» хорошо работал на практике и мог использоваться с любым самолетом, оснащенным радиосвязью, он создавал ряд практических проблем, которые в конечном итоге привели к его замене.

Во-первых, система использовала радиоканал. Поскольку в наборе TR.9D было только два канала, при использовании одного для писка оставался только один голосовой канал. Все самолеты в эскадрилье использовали одни и те же частоты для голоса и писка, выбранные перед миссией. Это означало, что эскадрильи могли общаться между собой и со своим оператором сектора, но не могли координировать свои действия с другими эскадрильями или секторами. Пилотам тоже постоянно мешали. Ситуация улучшилась с появлением комплектов TR.1388, которые имели несколько голосовых каналов и гораздо большую дальность действия, но писк по-прежнему прерывал пилотную передачу во время трансляции. ^{[ 8 ]}

Кроме того, система «писк» требовала совершенно отдельной цепочки отчетности, а также связанного с ней оборудования, зданий, рабочей силы и телефонных систем. Эта информация в основном потреблялась органами управления сектором, которые отвечали за наведение истребителей на цели и, следовательно, нуждались в актуальной информации о местонахождении своих истребителей. Это означало, что информацию о местонахождении дружественных сил приходилось отправлять обратно по цепочке в штаб группы и истребительного командования, что увеличивало объем трафика, проходящего через систему. ^{[ 7 ]}

Пип-писк был вытеснен, а затем заменен системой IFF . Это был автономный транспондер , который срабатывал по сигналу радара, принимаемому самолетом. При получении сигнала радара транспондер отправил собственный короткий радиоимпульс. Этот сигнал был отфильтрован и отправлен на отдельный усилитель радиолокационной станции. Затем выходной сигнал смешивался с основным сигналом, в результате чего немного после основного сигнала отображалось перевернутое изображение. Это «вторичное» возвращение теперь дает название вторичному радару , который составляет основу большинства гражданских радиолокационных систем. ^{[ 8 ]}

IFF был создан еще в 1939 году, но не получил широкого распространения, поскольку первые радиолокационные станции Chain Home были расположены вдоль береговой линии, не обеспечивая покрытия внутри страны, где происходила большая часть действий. К 1942 году радиолокационная сеть была значительно обновлена, особенно с появлением наземных подразделений перехвата, а планирование перехватов было перенесено из секторов управления на сами радары. К этому моменту IFF был универсальным. ^{[ 8 ]}^{[ 1 ]}

Ссылки

Цитаты

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Циммерман 2010 , Глава 10.
^ Пул, Ян (1998). Базовое радио: принципы и технологии . Ньюнес. стр. 187–193. ISBN 9780080938462 . Архивировано из оригинала 19 апреля 2018 года.
^ Jump up to: ^а ^б Браун 1999 , с. 130.
^ Хауз 1993 , с. 141.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Уэстли 2010 .
^ Изображение версии «одиночного устройства» см. Колин Маккиннон, «Системы радиоидентификации – идентификация, друг или враг» , Военные радиостанции VK2DYM.
^ Jump up to: ^а ^б Циммерман 2010 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с БОБ 2007г .

Библиография

Браун, Луи (1999). Технические и военные императивы: радиолокационная история Второй мировой войны . ЦРК Пресс. ISBN 9781420050660 .
Хауз, Дерек (1993). Радар на море: Королевский флот во Второй мировой войне . Спрингер. ISBN 9781349130603 .
Уэстли, Макс (октябрь 2010 г.). «Пип-скрип – недостающее звено» . Журнал Даксфордского радиосообщества . Архивировано из оригинала 13 августа 2018 года . Проверено 5 января 2022 г.
Циммерман, Дэвид (2010). Британский щит: радар и поражение Люфтваффе . Издательство Эмберли. ISBN 9781445600611 .
«Высокочастотная пеленгация» . Историческое общество битвы за Британию . 2007.

Внешние ссылки

Видео открытого главного контактора

[FOOTNOTEZimmerman2010Chapter_10-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Циммерман 2010 , Глава 10.

[Poole-2] Пул, Ян (1998). Базовое радио: принципы и технологии . Ньюнес. стр. 187–193. ISBN 9780080938462 . Архивировано из оригинала 19 апреля 2018 года.

[FOOTNOTEBrown1999130-3] Jump up to: ^а ^б Браун 1999 , с. 130.

[FOOTNOTEHowse1993141-4] Хауз 1993 , с. 141.

[FOOTNOTEWestley2010-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Уэстли 2010 .

[6] Изображение версии «одиночного устройства» см. Колин Маккиннон, «Системы радиоидентификации – идентификация, друг или враг» , Военные радиостанции VK2DYM.

[FOOTNOTEZimmerman2010-7] Jump up to: ^а ^б Циммерман 2010 .

[FOOTNOTEBoB2007-8] Jump up to: ^а ^б ^с БОБ 2007г .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]