луч Лоренца
Луч Лоренца представлял собой слепой посадки радионавигационную систему , разработанную компанией C. Lorenz AG в Берлине . Первая система была установлена в 1932 году в центральном аэропорту Берлин-Темпельхоф , затем в Дюбендорфе в Швейцарии (1934 год) и других по всему миру. [1] Компания Лоренц называла его просто Ultrakurzwellen-Landefunkfeuer , что по-немецки означает «ультракоротковолновый посадочный радиомаяк» или LFF . В Великобритании он был известен как стандартный лучевой подход (SBA). [2]
До начала Второй мировой войны немцы развернули эту систему на многих аэродромах Люфтваффе в Германии и за ее пределами и оснастили большую часть своих бомбардировщиков радиооборудованием, необходимым для ее использования. Он также был адаптирован в версии с гораздо более узкими и дальними лучами, которые использовались для наведения бомбардировщиков во время миссий над Великобританией под названиями Knickebein и X-Gerät .
Лучевая навигация обеспечивает единую линию в пространстве, что делает ее полезной для посадки или навигации по маршруту, но не в качестве навигационной системы общего назначения, позволяющей приемнику определять свое местоположение. Это привело к созданию вращающейся версии той же системы аэронавигации, известной как Elektra , которая позволяла определять «точку» по времени. Дальнейшее развитие привело к созданию системы, работавшей на очень больших расстояниях, в сотни или тысячи километров, известной как Зонне (или часто Электра-Соннен ), которая позволяла самолетам и подводным лодкам выполнять поиск далеко в Атлантике. Британцы захватили приемники и карты Sonne и начали использовать их для собственной навигации под названием Consol .
Вскоре после войны систему начали заменять современными системами посадки по приборам , которые обеспечивают как горизонтальное позиционирование, такое как LFF, так и вертикальное позиционирование и маркеры расстояния. Некоторые системы LFF продолжали использоваться, причем самая долгоживущая из них находилась в Королевских ВВС Тернхилл и не выходила из строя до 1960 года.
Описание
[ редактировать ]Навигационная система слепого захода на посадку была разработана в 1932 году доктором Эрнстом Крамаром из компании Lorenz. [3] Он был принят на вооружение Deutsche Lufthansa в 1934 году и продавался по всему миру. [4] Компания Lorenz была основана в 1880 году Карлом Лоренцем и сейчас является частью ITT .
Лоренц использовал один радиопередатчик на частоте 33,33 МГц (Anflugfunkfeuer) и три антенны, расположенные в линию, параллельную концу взлетно-посадочной полосы . Центральная антенна всегда получала питание, а две другие замыкались накоротко с помощью механического поворотного переключателя, приводимого в действие простым двигателем. В результате образовалась диаграмма направленности вещания в форме «почки», сосредоточенная на одной из двух «боковых» антенн, в зависимости от того, какая антенна была закорочена. Контакты на переключателе были настроены так, что одна антенна замыкалась на время, чтобы оператор Морзе считал ее «Точкой», а другую — «тире». Сигнал можно было обнаружить на некотором расстоянии от конца взлетно-посадочной полосы, вплоть до 30 км. «Лоренц» получил более резкий луч, чем мог бы создать антенная решетка, имея два лепестка сигнала. [5]
Пилот, приближающийся к взлетно-посадочной полосе, настраивал свое радио на частоту вещания и слушал сигнал. Если он слышал серию точек, он знал, что находится за пределами осевой линии взлетно-посадочной полосы слева ( точечный сектор ) и должен был повернуть направо, чтобы выровняться с взлетно-посадочной полосой. Если бы он был справа, то вместо этого услышал бы серию черточек ( тире-сектор ) и повернул налево. Ключом к работе системы была область посередине, где два сигнала перекрывались. Точки одного сигнала «заполнили» тире другого, в результате чего получился устойчивый тон, известный как экви-сигнал . Регулируя траекторию до тех пор, пока не услышишь экви-сигнал, пилот мог выровнять свой самолет по взлетно-посадочной полосе для приземления.
Также использовались два небольших маркерных маяка : один в 300 м от конца взлетно-посадочной полосы, HEZ (Haupteinflugzeichen), и другой в 3 км, VEZ (Voreinflugzeichen), оба транслировались на частоте 38 МГц и модулировались с частотой 1700 и 700 Гц соответственно. . Эти сигналы передавались прямо вверх, и их можно было ненадолго услышать, когда самолет пролетал над ними. Чтобы приблизиться к взлетно-посадочной полосе, пилот должен был подняться на указанную высоту, а затем использовать основные сигналы направления, чтобы выровняться с взлетно-посадочной полосой и начать полет к ней. Когда он пролетел над , он начал бы снижение по стандартной глиссаде , продолжая приземляться или прерывая посадку в , в зависимости от того, видел ли он взлетно-посадочную полосу.
Лоренц мог вести самолет по прямой с относительно высокой точностью, достаточной для того, чтобы самолет мог визуально находить взлетно-посадочную полосу в любых условиях, кроме самых плохих. Однако это требовало постоянного контроля радио со стороны пилота, которому часто также поручали разговаривать с местной диспетчерской вышкой . Чтобы облегчить рабочую нагрузку, Лоренц позже представил индикатор в кабине, который мог слушать сигналы и отображать направление к осевой линии взлетно-посадочной полосы в виде стрелки, указывающей пилоту, в каком направлении повернуть. Индикатор также включал две неоновые лампы , указывающие, когда самолет пересекал каждый из маркерных маяков. Более поздние варианты системы имели сигналы одинаковой длины по схеме «лево-право-тишина» для управления визуальным индикатором в кабине.
Система Лоренца была похожа на систему Даймонда-Данмора , разработанную Бюро стандартов США в начале 1930-х годов. [6]
Использование для слепой бомбардировки.
[ редактировать ]Во время Второй мировой войны принцип луча Лоренца использовался немецкими Люфтваффе в качестве основы для ряда средств слепого бомбометания, в частности Knickebein («кривая нога») и X-Gerät («X-аппарат») при бомбардировке. наступление на английские города зимой 1940/41 года. Knickebein был очень похож на LFF, его лишь немного модифицировали, чтобы он стал более направленным и работал на гораздо большем расстоянии. Использование тех же частот позволило их бомбардировщикам использовать уже установленные приемники LFF, хотя для определения одного местоположения требовался второй приемник.
В X-Gerät использовались поперечные лучи с одинаковыми характеристиками, но на разных частотах, что позволяло пилоту рассчитывать свою скорость (с момента пересечения переднего поперечного сигнала и пересечения основного перекрестного сигнала) и указывать, когда ему следует сбросьте его полезную нагрузку. Расчет проводился механическим компьютером. Лоренц модифицировал эту систему, чтобы создать систему бокового наведения Виктория/Гавайи для ракеты Фау-2 .
Усилия союзников по глушению
[ редактировать ]Когда британцы обнаружили существование системы «Кникебейн», они быстро ее заглушили, однако «X-Gerät» долгое время не удавалось успешно глушить. Более поздним нововведением немцев стала модификация «Бедекер» или «Тауб», в которой использовалась сверхзвуковая модуляция. Его так быстро заглушили, что немцы практически отказались от использования систем лучевой бомбардировки, за исключением FuGe 25A, которая действовала в течение короткого времени ближе к концу операции «Штайнбок » , известной как «Бэби-блиц». .
Еще одним эксплуатационным недостатком системы было то, что бомбардировщикам приходилось следовать фиксированным курсом между станцией передатчика луча и целью; как только луч был обнаружен, защитные меры стали более эффективными благодаря знанию трассы. [7]
Звук/Консоль
[ редактировать ]«Сонне» (англ. «Солнце») было производным от имени Лоренц, использовавшимся Люфтваффе для дальней навигации над Атлантикой с использованием передатчиков в оккупированной Европе и еще одного в нейтральной Испании, и после того, как его существование было обнаружено британцами. под руководством Р.В. Джонса ему было разрешено продолжать использование без помех, поскольку считалось, что на самом деле он был более полезен для берегового командования Королевских ВВС , чем для немцев. В британском использовании немецкая система называлась «Консоль», и она оставалась незаглушенной на протяжении всего периода войны.
Зонне/Консоль после Второй мировой войны
[ редактировать ]Версия дальнего действия, разработанная немцами во время войны, после войны использовалась многими странами в гражданских целях, в основном под английским названием Consol. Передатчики были установлены в США, Великобритании и СССР.
Технические соображения
[ редактировать ]Причина, по которой был необходим принцип луча Лоренца с его перекрывающимися лучами, заключалась в том, что резкость луча увеличивается примерно логарифмически с длиной антенной решетки, с помощью которой он генерируется. Действует закон убывающей отдачи , так что для достижения резкости, достигаемой системой Лоренца с одним лучом (шириной примерно 1 милю на расстоянии в двести миль), потребуется решетка непомерно больших размеров.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Например, в аэропорту Эссендон (Австралия) в ноябре 1936 года, согласно: Система радиодиапазона 33Mc 'Lorenz'.
- ^ Уолтер Бланшар, «Гиперболические бортовые радионавигационные средства», Журнал навигации , том 44, номер 3, сентябрь 1991 г.
- ^ История радиопилотано-навигационных систем.
- ^ Луи Браун, Радиолокационная история Второй мировой войны: технические и военные императивы , CRC Press, 1999, стр. 113
- ^ Р.В. Джонс , Самая секретная война: Британская научная разведка 1939-1945 гг. , Ходдер и Стоутон, 1979 г. ISBN 0-340-24169-1 Глава 11 Кривая нога
- ^ Х. Даймонд и Ф. Данмор, «Радиосистема для слепой посадки самолетов в тумане» , Труды Национальной академии наук , том 16 (19 сентября 1930 г.), стр. 678-685
- ^ Жан-Дени Г.Г. Лепаж, Самолеты Люфтваффе 1935-1945: Иллюстрированная история , МакФарланд, 2009, ISBN 0-7864-3937-8 , стр. 60