Pip-squeak — радионавигационная система, использовавшаяся британскими Королевскими ВВС в начале Второй мировой войны . Pip-squeak использовала голосовое радио самолёта для периодической отправки тона частотой 1 кГц, который улавливался наземными приёмниками высокочастотной пеленгации (HFDF, «huff-duff»). Используя три измерения HFDF, наблюдатели могли определить местоположение дружественных самолётов с помощью триангуляции .
Pip-squeak использовался истребителями во время битвы за Британию как часть системы Даудинга , где он обеспечивал основное средство обнаружения дружественных сил и косвенно обеспечивал идентификацию «свой-чужой» (IFF). В то время радиолокационные системы располагались на берегу и не обеспечивали покрытия внутренних районов, поэтому системы IFF, которые создавали уникальные радиолокационные изображения, не всегда были полезны для управления перехватами. Pip-squeak был добавлен для обеспечения покрытия в этих районах. По мере добавления большего количества радиолокационных станций и широкого покрытия наземных территорий, pip-squeak был заменен системами IFF все более сложной конструкции.
Pip-squeak получил свое название от современного комикса Pip , Squeak and Wilfred . Впервые он был реализован в радиостанции TR.9D. Система также использовалась ВВС США , где оборудование было известно как RC-96A.
К середине 1930 года командование ПВО Великобритании (ADGB) Королевских ВВС планировало свой ответ на угрозу воздушного нападения. Это включало строительство большого количества акустических зеркал для обеспечения раннего оповещения, а также сети наблюдательных станций, которые вскоре будут организованы в Королевский наблюдательный корпус (ROC). Система должна была обеспечить оборону только вокруг Лондона , начиная с побережья от Саффолка до Сассекса с тонким поясом зенитной артиллерии , зоной действий истребителей внутри страны и второй группой орудий в городе или около него. Система в основном не изменилась в эксплуатации по сравнению со своим аналогом времен Первой мировой войны, но значительно расширила зону, отведенную для истребителей. [1]
В испытаниях, проводившихся в основном с Биггин-Хилла в середине 1930-х годов, расширенная зона действия истребителей продемонстрировала серьезную проблему с отслеживанием дружественных сил. Особенно по мере увеличения высоты или облачности, наблюдатели больше не могли отслеживать или идентифицировать истребители. Это сделало невозможным для централизованных центров управления и слежения правильно направлять истребители к их целям. Радиолокация была отмечена как решение этой проблемы на раннем этапе. [1]
Вскоре после принятия командования системой ADGB и объединения ее в основную сеть Истребительного командования Хью Даудинг сделал установку высокочастотных пеленгаторов , или «хафф-дафф», приоритетной задачей. Летом 1937 года он потребовал, чтобы каждый сектор был оснащен тремя хафф-дафф-наборами, чтобы обеспечить быструю триангуляцию местоположения истребителей. Одновременно с этим было развернуто новейшее поколение широко используемой радиостанции TR.9, TR.9B. [1]
Штаб ВВС не спешили отвечать на запрос Даудинга из-за нехватки электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), используемых в наборах хафф-дафф, и к концу 1937 года были оборудованы только пять секторов. Во время испытаний в марте 1938 года ценность DF как части системы отчетности стала совершенно очевидна для всех участников, и 14 апреля 1938 года Министерство авиации заказало еще 29 наборов для оборудования всех секторов. Первоначально они поставлялись без ЭЛТ и требовали больше времени для надежного определения направления с помощью ручного радиогониометра , но были разработаны для модернизации по мере поступления ЭЛТ. [1]
В течение 1938 года Королевское авиационное учреждение работало над новой версией набора TR.9, моделью "D", которая была разработана специально для помощи операторам DF. Эта модель включала один усилитель передачи, но два генератора радиочастот, что позволяло быстро переключать набор между двумя частотами вещания. Используя одну для голоса, а другую для DF, самолет мог транслировать сигнал DF на отдельном канале, не нарушая связь других самолетов на голосовом канале. [1]
Ключевым моментом в системе было добавление генератора тонов, который производил тон 1 кГц, «писк». При вводе в передатчик TR.9D он производил характерный тон, который было легко обнаружить на наборах хафф-дафф. Для дальнейшего улучшения работы был установлен автоматический переключатель, который переключал радиостанцию на частоту вещания DF и включал генератор, а затем снова выключал его по истечении установленного периода. Для указания того, что система активна, тот же тон 1 кГц также воспроизводился в наушниках пилота на приглушенном уровне. [1]
Некоторое экспериментальное использование систем IFF имело место еще в 1936 году, но эти пассивные «рефлекторные» системы оказались почти бесполезными. Активная система транспондера, основанная на регенеративном приемнике, была введена в 1939 году, [2] но продемонстрировала проблемы с настройками усиления и имела тот недостаток, что могла 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 шагом вперед, но он стал доступен в 1940 году, как раз когда началась Битва за Британию. Поставки были вынуждены ждать до окончания Битвы, после чего они были быстро установлены на большей части флота Королевских ВВС. [4]
Теоретически система IFF сделала pip-squeak излишней, но отсутствие радиолокационного покрытия внутренних территорий заставило ее продолжать использоваться. Новые радары, в частности AMES Type 7 , начали заполнять эти области до 1941 года. Pip-squeak продолжала использоваться и после этого периода в качестве аварийной навигационной системы в случае потери самолета, позволяя наземным операторам определять местонахождение самолета с помощью голосовых радиостанций. [3]
Воздушное устройство Пип-сквика состояло из двух основных частей: генератора для свиста на частоте 1 кГц и механических часов с электрическими контактами для периодического включения и выключения генератора и канала вещания DF. Используя TR.9D, наиболее распространенное радио на ранних этапах войны, было два доступных канала, а частоты выбирались перед миссией с помощью сменных кварцевых генераторов . И командир секции, и один другой самолет в секции обычно имели Пип-сквик на борту. [5]
Вскоре после построения после схватки командиров эскадрилий просили подготовить их пип-сквик-часы. В оригинальной системе для этого им требовалось повернуть ручку «ветряка», которая перемещала единственную секундную стрелку против часовой стрелки вокруг циферблата. В каждой эскадрилье было до четырех секций самолетов, хотя большинство эскадрилий имели две или три секции в любой момент времени. Каждая секция имела свое собственное положение для стрелки: красная секция имела положение на 12 часов, желтая была на 9 часах, синяя на 6 часах и зеленая на 3 часах. [5]
После того, как часы были правильно установлены, контроллер сектора начинал обратный отсчет, Синхронизировать время, 5, 4, 3, 2, 1, отметка . На отметке пилоты включали часы, которые начинали движение секундной стрелки по часовой стрелке. Когда стрелка достигала положения 12 часов, генератор автоматически включался и снова выключался непосредственно перед положением 3 часов, передавая 14 секунд в минуту. Система также автоматически переключала радио с голосового на писк-канал в положении 12 часов; если пилот говорил, он отключался. [5]
Красная секция, стартовав в положении 12 часов, начала вещание немедленно после активации системы. Когда она остановилась 14 секунд спустя, часы желтой секции теперь достигли положения 12 часов и начали вещание, и так далее. В течение одной минуты все четыре секции (если они присутствовали) пискнули и их можно было обнаружить. [5]
Отдельный переключатель радиоуправления останавливал передачу радиосигнала, пока часы продолжали двигаться. Это позволяло пилоту настраивать систему в начале полета, а затем выключать ее, когда требовалась лучшая связь, 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 ее, спросив «Ваш петушок кукарекает?». [5]
Существовало две распространённые версии pip-squeak, одна с часами, расположенными в кабине, и вторая, которая использовала систему дистанционного управления часами. [6] Последняя поместила «Главный контактор» в ящик в отсеке оборудования рядом с радио, и он был предварительно настроен на правильное положение секундной стрелки для каждой секции перед миссией. Дисплей «Удаленного контактора» находился в кабине и приводился в действие электрическими сигналами от Главного контактора, чьи сигналы один раз в секунду питали шаговый двигатель, приводящий в движение секундную стрелку. Эта версия имела только один элемент управления для включения и выключения часов, чтобы запустить их на «отметке», отдельный переключатель на радиоконсоли позволял останавливать и запускать сигнал, оставляя часы работающими. [5]
Каждый сектор был оборудован тремя наборами хафф-дафф для определения местоположения радиостанций пип-сквик. Хотя теоретически требовалось только два, добавление третьего обеспечивало избыточность, а также помогало снизить вероятность ошибок при построении. Станции были расположены примерно в 30 милях (48 км) друг от друга в максимально возможной близости к равностороннему треугольнику. Одна из трех станций была размещена в центре управления сектором, а две удаленные станции общались с центром по телефонным линиям. [1]
В Секторном управлении использовалась простая система для быстрого определения «места» . Она состояла из круглой доски для построения плана с картой на верхней поверхности, отмеченной национальной сеткой Ordnance Survey , и ряда углов компаса на транспортире по внешнему краю. Местоположение трех станций было представлено небольшими отверстиями, просверленными в карте. Взвешенные нити проходили через отверстия и могли быть натянуты вверх и поперек карты плоттерами. Когда от оператора хафф-даффа поступал отчет, плоттер тянул свою нить так, чтобы она лежала на указанном угле; груз (или эластичный шнур) на другом конце удерживал нить натянутой. [1]
При нанесении трех отчетов строки обычно пересекались в небольшом треугольнике или звезде где-то на карте. Это местоположение считывалось по сетке. Операторы могли определить, какой раздел они отслеживали, просто взглянув на секторные часы, окрашенные в цвета разделов, поскольку разделы вручную синхронизировали свои часы с этими. Четвертый оператор, наблюдающий за графиками, затем передавал позицию в главный операционный зал. Система требовала быстрых действий от всех участников, поскольку у них было всего 14 секунд, чтобы сделать график, прежде чем следующий раздел сообщил о нем. [7]
Когда местоположение сетки передавалось в операционную комнату, маркер для этого раздела мог быть обновлен на таблице построения сектора. Pip-squeak не производил напрямую информацию идентификации друг или враг (IFF), но служил этой цели на практике, позволяя операторам определять, какие участки были дружественными. Это могло быть использовано, например, когда сообщения с радаров или наблюдателей ROC отслеживали дружественные силы, не зная об этом. [1]
Хотя на практике система «Пип-сквик» работала хорошо и могла использоваться с любым самолетом, оснащенным радио, она создавала ряд практических проблем, которые в конечном итоге привели к ее замене.
Первая проблема заключалась в том, что система использовала радиоканал. Поскольку у набора TR.9D было только два канала, использование одного для пип-сквика оставляло только один голосовой канал. Все самолеты в эскадрилье использовали одни и те же частоты для голоса и пип-сквика, выбранные перед миссией. Это означало, что эскадрильи могли разговаривать между собой и со своим оператором сектора, но не могли координировать действия с другими эскадрильями или секторами. Пилотов также постоянно прерывали. Ситуация улучшилась с введением наборов TR.1388, которые имели несколько голосовых каналов и гораздо большую дальность, но пип-сквик все еще прерывал пилота во время трансляции. [8]
Кроме того, система pip-squeak требовала совершенно отдельной цепочки отчетов, вместе с соответствующим оборудованием, зданиями, рабочей силой и телефонными системами. Эта информация в основном потреблялась Управлением Сектора, которое отвечало за наведение истребителей на цели, и, таким образом, требовало актуальной информации о местоположении своих истребителей. Это означало, что информацию о местоположении дружественных сил приходилось отправлять обратно по цепочке в штаб-квартиру Группы и Командования Истребителей, увеличивая объем трафика, проходящего через систему. [7]
Pip-squeak был вытеснен, а затем заменен системой IFF . Это был автономный транспондер , который запускался сигналом радара, принимаемым самолетом. Транспондер посылал свой собственный короткий радиоимпульс, когда принимался сигнал радара. Этот сигнал отфильтровывался и отправлялся на отдельный усилитель на радиолокационной станции. Затем выходной сигнал смешивался с основным сигналом и вызывал перевернутую точку, отображаемую немного после основного сигнала. Этот «вторичный» возврат теперь дает свое название вторичному радару , который составляет основу большинства гражданских радиолокационных систем. [8]
IFF производился еще в 1939 году, но не использовался широко, поскольку первые радиолокационные станции Chain Home размещались вдоль береговой линии, не обеспечивая покрытия внутренних территорий, где происходили основные действия. К 1942 году радиолокационная сеть была значительно обновлена, особенно с введением наземных перехватывающих подразделений, а планирование перехватов перешло от управления сектором к самим радиолокационным станциям. К этому моменту IFF стал универсальным. [8] [1]