Gee , иногда пишется GEE , [a] была радионавигационной системой, использовавшейся Королевскими ВВС во время Второй мировой войны . Она измеряла временную задержку между двумя радиосигналами для определения местоположения с точностью порядка нескольких сотен метров на расстоянии до 350 миль (560 км). Это была первая гиперболическая навигационная система, которая использовалась в оперативном режиме, поступившая на вооружение в бомбардировочном командовании Королевских ВВС в 1942 году.
Gee была разработана Робертом Диппи как система слепой посадки на короткие расстояния для повышения безопасности во время ночных операций. В ходе разработки Исследовательским центром телекоммуникаций (TRE) в Суонедже было обнаружено, что дальность действия намного лучше, чем ожидалось. Затем она превратилась в общую навигационную систему дальнего действия. Для больших неподвижных целей, таких как города, которые были атакованы ночью, Gee обеспечивала достаточную точность, чтобы ее можно было использовать в качестве ориентира для прицеливания без необходимости использования бомбового прицела или других внешних ориентиров. Глушение снижало ее полезность в качестве средства помощи при бомбардировке, но она продолжала использоваться в качестве навигационного средства в районе Великобритании во время и после войны.
Gee оставался важной частью набора навигационных систем Королевских ВВС в послевоенную эпоху и был включен в такие самолеты, как English Electric Canberra и флот бомбардировщиков V-типа . Он также имел гражданское применение, и несколько новых цепей Gee были созданы для поддержки военной и гражданской авиации по всей Европе. Система начала закрываться в конце 1960-х годов, а последняя станция прекратила работу в 1970 году. Gee вдохновил на создание оригинальной системы LORAN («Loran-A»).
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. [1]
В 1930-х годах развитие радаров потребовало устройств, которые могли бы точно измерять эти виды синхронизации сигналов. В случае Chain Home передающие антенны отправляли сигналы, а любые отражения от удаленных целей принимались на отдельных антеннах. Осциллограф (или осциллограф, как его называли в Великобритании) [1] использовался для измерения времени между передачей и приемом. Передатчик запускал генератор временной развертки , который начинал «след», быстро перемещающийся по дисплею осциллографа. Любые полученные сигналы заставляли луч отклоняться вниз, образуя отметку . Расстояние, на которое след переместился от левой стороны дисплея, можно было измерить, чтобы точно вычислить разницу во времени между отправкой и приемом, что, в свою очередь, можно было использовать для вычисления наклонной дальности до цели. [1]
Радар также может использоваться в качестве навигационной системы. Если две станции способны общаться, они могут сравнить свои измерения расстояния до цели и использовать базовую трилатерацию для определения местоположения. Затем этот расчет можно было отправить на самолет по радио. Это довольно трудоемкая операция, и хотя она использовалась как британцами, так и немцами во время войны, рабочая нагрузка означала, что ее можно было использовать только для наведения одного самолета. [2] [3]
В октябре 1937 года Роберт (Боб) Дж. Диппи, работавший в радиолокационной лаборатории Роберта Уотсона-Уотта в RAF Bawdsey в графстве Саффолк , предложил использовать два синхронизированных передатчика в качестве основы для системы слепой посадки . Он предполагал, что две передающие антенны будут расположены на расстоянии около 10 миль (16 км) друг от друга по обе стороны взлетно-посадочной полосы. Передатчик, расположенный посередине между двумя антеннами, будет посылать общий сигнал по линиям передачи на две антенны, что гарантировало, что обе антенны будут передавать сигнал в один и тот же момент. [1]
Приемник в самолете настраивался на эти сигналы и отправлял их на дисплей типа A-scope , подобный тем, что используются Chain Home. Если самолет был правильно выровнен с взлетно-посадочной полосой, оба сигнала были бы получены в один и тот же момент и, таким образом, были бы отображены в одной и той же точке на дисплее. Если самолет находился с одной или другой стороны, один из сигналов был бы получен раньше другого, образуя два отчетливых пика на дисплее. Определив, какой сигнал был получен первым, пилоты знали бы, что они находятся ближе к этой антенне, и могли бы восстановить правильное направление, отвернувшись от нее. [1] [b]
Уотту понравилась идея, но в то время острая необходимость в системе не была очевидна. [1] В то время Королевские ВВС полагались на дневные бомбардировки плотными формированиями хорошо защищенных бомбардировщиков в качестве своей основной ударной силы, поэтому ночные посадки не были серьезной проблемой. Средства посадки были бы полезны, но работа радара была более срочной необходимостью. [1]
Планы бомбардировочной кампании Королевских ВВС быстро пошли наперекосяк, особенно после воздушного сражения в Гельголандской бухте в 1939 году. Вопреки довоенному мнению, бомбардировщики оказались чрезвычайно уязвимы как для наземного огня, так и для атакующих истребителей . После некоторого обсуждения было решено, что наилучшим курсом действий будет возвращение к ночной бомбардировке, которая была основной концепцией в начале 1930-х годов.
Это вызвало необходимость в более совершенных средствах посадки и вообще в средствах ночной навигации. Диппи усовершенствовал свою систему для этой цели и официально представил новое предложение 24 июня 1940 года. [1] [4] [5] Первоначальный проект использовал два передатчика для определения одной линии в пространстве, вдоль центральной линии взлетно-посадочной полосы. В его новой концепции будут созданы диаграммы, иллюстрирующие не только линию нулевой разницы, где отметки накладываются друг на друга, как в системе посадки, но и линию, где импульсы принимаются с интервалом в 1 мкс, а другой — с интервалом в 2 мкс и т. д. Результатом будет ряд линий, расположенных под прямым углом к линии между двумя станциями. [5]
Одна пара таких передатчиков позволила бы самолету определить, на какой линии он находится, но не свое местоположение вдоль нее. Для этой цели потребовался бы второй набор линий с отдельной станции. В идеале эти линии должны были бы располагаться под прямым углом к первым, создавая двумерную сетку, которую можно было бы напечатать на навигационных картах. Чтобы облегчить развертывание, Диппи отметил, что станция в центре могла бы использоваться как одна сторона обеих пар передатчиков, если бы они были расположены в виде буквы L. Измеряя временные задержки двух станций-выбросов относительно центра, а затем находя эти числа на карте, самолет мог бы определить свое положение в пространстве, приняв решение. Сетчатые линии на картах дали системам название «Gee» от «G» в «Grid». [5]
Поскольку система теперь должна была обеспечивать навигацию на гораздо более обширной территории, передатчики одной станции должны были быть расположены дальше друг от друга, чтобы обеспечить требуемую точность и покрытие. Решение с одним передатчиком и несколькими антеннами из первоначального предложения больше не подходило, особенно с учетом того, что станции будут расположены далеко друг от друга, а прокладка проводов к общей точке будет сложной и дорогой. Вместо этого Диппи описал новую систему, использующую отдельные передатчики на каждой из станций. Одна из станций будет периодически отправлять свой сигнал на основе таймера. Другие станции будут оснащены приемниками, слушающими сигнал, поступающий с контрольной станции. Когда они получат сигнал, они будут отправлять свои собственные передачи. Это будет поддерживать все станции в синхронизации, без необходимости в проводе между ними. Диппи предложил построить станции с центральной «главной» и тремя «вторичными» на расстоянии около 80 миль (130 км) и расположенными примерно в 120 градусах друг от друга, образуя большую «Y»-образную схему. Набор таких станций был известен как цепь. [6] [5]
Система должна была работать на расстоянии около 100 миль (160 км), основываясь на широко распространенном в британском радиотехническом сообществе мнении, что сигналы с короткой волной 30 МГц будут иметь относительно небольшую дальность. С таким диапазоном система была бы очень полезна в качестве вспомогательного средства для навигации на короткие расстояния до аэропорта, а также помогала бы бомбардировщикам выстраиваться в определенном месте после запуска. Кроме того, после полета на крейсерскую высоту бомбардировщики могли бы использовать исправления Gee для расчета ветра на высоте, что позволяло бы им более точно рассчитывать исправления счисления после того, как самолет выходил из зоны действия Gee. [6]
Экспериментальные системы были установлены в июне 1940 года. К июлю, к всеобщему удовольствию, система была явно пригодна для использования на расстоянии не менее 300 миль (480 км) на высоте 10 000 футов (3,0 км). 19 октября была сделана фиксация на высоте 110 миль (180 км) на высоте 5 000 футов. [4]
Открытие увеличенного радиуса действия Gee стало поворотным моментом в бомбардировочной кампании RAF. Изначально полагаясь на дневные бомбардировки, RAF не вложили огромных усилий в навигационные навыки, необходимые для ночных полетов. Когда началось ночное наступление Blitz , выяснилось, что немцы разработали ряд радиосредств для этого, в частности систему X-Gerät . RAF изначально высмеяли этот подход, заявив, что он лишь демонстрирует превосходство подготовки RAF.
К концу 1940 года наблюдатели на местах начали получать ряд сообщений, в которых отмечалось, что бомбардировщики союзников, по всей видимости, не бомбили свои цели. В одном случае, как сообщается, бомбы упали более чем в 50 милях (80 км) от своей цели. Некоторое время эти результаты игнорировались, но призывы к официальному расследованию привели к отчету Батта , который продемонстрировал, что только 5% бомб, отправленных на задание, приземлились в пределах 5 миль (8 км) от своих целей. С такой статистикой любая стратегическая кампания, основанная на атаках на фабрики и аналогичные цели, была безнадежной. Это привело к печально известной статье Фредерика Линдеманна о « выселении », в которой содержался призыв использовать усилия бомбардировщиков против домов немецких граждан, чтобы сломить их способность работать и волю к сопротивлению. Это стало официальной политикой Королевских ВВС в 1942 году.
Пока бушевали дебаты, Бомбардировочное командование резко снизило частоту вылетов, ожидая перестройки сил с помощью недавно прибывших 4-моторных «тяжеловесов», таких как Handley Page Halifax и Avro Lancaster , и развертывания Gee. Эти два, вместе взятые, обеспечивали точность и вес бомб, которые требовались расчетами Линдеманна. Усилия по испытанию и развертыванию Gee стали первоочередной задачей, и в октябре 1941 года был создан Исполнительный комитет Цепи под председательством Роберта Ренвика для размещения ряда станций Gee. Gee был не единственным разрабатываемым решением; вскоре к нему присоединились радары H2S и система Oboe .
Поскольку изначально доступность устройств Gee была ограничена, была принята идея следопытов . Эта концепция изначально была разработана Люфтваффе для их ранних ночных налетов на Англию. Не имея достаточного количества радиостанций и широкомасштабной подготовки для установки своих радионавигационных систем на всех своих самолетах, они собрали то, что у них было, в одну группу, KG100 . Затем KG100 использовала свое оборудование для сброса сигнальных ракет, которые служили точкой прицеливания для следующих бомбардировщиков.
Стремясь проверить систему Gee, опытные образцы использовались на самолетах- указателях целей задолго до того, как серийные комплекты стали доступны в количестве, необходимом для крупных налетов. 15 мая 1941 года такой комплект обеспечил точное определение цели на расстоянии 400 миль (640 км) на высоте 10 000 футов (3 000 м). Первая полная цепочка передатчиков была завершена в июле 1941 года, но при испытаниях над Северным морем комплекты оказались ненадежными. Это было отслежено до источников питания и трубок, и поправки были разработаны и проверены тем летом.
В ночь с 11 на 12 августа два самолета, оснащенных Gee, используя координаты Gee, продемонстрировали «сверхъестественную точность» при сбросе бомб. [4] Однако на следующую ночь во время налета на Ганновер был потерян Vickers Wellington , оснащенный Gee . Комплект Gee не содержал систем самоуничтожения, и он мог попасть в руки немцев. [7] Эксплуатационные испытания были немедленно приостановлены. [4]
Р. В. Джонс ответил началом кампании по дезинформации, чтобы скрыть существование системы. Во-первых, использование кодового имени «Gee» в коммуникационном трафике было прекращено, и были отправлены ложные сообщения, ссылающиеся на фиктивную систему под названием «Jay»; надеялись, что сходство вызовет путаницу. Двойной агент в системе Double Cross сообщил немецкой разведке вымышленную историю о том, как он услышал, как пара военнослужащих RAF небрежно разговаривали в отеле о Jay, и один из них отмахнулся от нее, поскольку это была «просто копия» немецкой системы Knickebein . Джонс посчитал, что это польстит немцам, которые в результате могут счесть эту информацию более надежной. К передатчикам Gee были добавлены дополнительные антенны для излучения ложных, несинхронизированных сигналов. Наконец, ложные сигналы Knickebein передавались по Германии. [8] Джонс отметил, что все это соответствовало его склонности к розыгрышам.
Несмотря на эти усилия, Джонс изначально подсчитал, что понадобится всего 3 месяца, прежде чем немцы смогут заглушить систему. Как оказалось, глушение не было обнаружено до пяти месяцев кампании, и прошло гораздо больше времени, прежде чем это стало серьезной проблемой. [9]
Даже при ограниченном тестировании Gee показал себя простым в использовании и более чем точным для своих задач. 18 августа 1941 года Бомбардировочное командование заказало производство Gee на заводах Dynatron и Cossor , а первые серийные наборы должны были поступить в мае 1942 года. Тем временем был размещен отдельный заказ на 300 наборов ручной сборки с поставкой 1 января 1942 года [10] , который позже был перенесен на февраль. Всего за время Второй мировой войны было изготовлено 60 000 наборов Gee, которые использовались Королевскими ВВС, ВВС США и Королевским флотом . [11]
Первая оперативная миссия с использованием Gee состоялась в ночь с 8 на 9 марта 1942 года, когда группа из примерно 200 самолетов атаковала Эссен . Она была установлена на Wellington из 115-й эскадрильи RAF Watton под командованием офицера-пилота Джека Фостера, который позже сказал: «Цели были найдены и разбомблены, как никогда раньше». [12] Крупп , главная цель, избежал бомбардировки, но бомбы попали в южные районы города. В общей сложности 33% самолетов достигли целевой зоны, что является огромным шагом вперед по сравнению с предыдущими результатами. [13]
Первая полностью успешная атака под руководством Gee была проведена 13/14 марта 1942 года против Кельна . Ведущие экипажи успешно осветили цель сигнальными ракетами и зажигательными бомбами, и бомбардировка была в целом точной. Бомбардировочное командование подсчитало, что эта атака была в пять раз эффективнее, чем предыдущий налет на город. Успех Gee привел к изменению политики, выбрав 60 немецких городов в пределах досягаемости Gee для массированной бомбардировки с использованием 1600–1800 тонн бомб на город. [13]
Чтобы обеспечить покрытие всей Великобритании, под руководством Эдварда Феннесси были построены три цепи Gee . [14] Первоначальная цепь начала непрерывную работу 22 июня 1942 года, за ней последовала цепь в Шотландии в том же году, а юго-западная цепь — в 1943 году. Даже когда немецкие усилия по глушению увенчались успехом, Gee оставалась полностью полезной в качестве ближнерадиомая навигационная система над Великобританией. Только 1,2% самолетов, оборудованных Gee, не смогли вернуться на свою базу, по сравнению с 3,5% тех, у кого ее не было. [15] Gee считалась настолько важной, что неисправный комплект Gee приводил к посадке самолета. [16]
Одним из примеров повседневного использования Gee Бомбардировочным командованием в навигационных задачах было его использование (хотя и ограниченное) в операции Chastise (широко известной как «Рейд по разрушению плотин») в мае 1943 года. В своих мемуарах Enemy Coast Ahead [ 17] Гай Гибсон , руководитель рейда, кратко упоминает своего штурмана, флайинг-офицера «Терри» Таэрума из Королевских канадских военно-воздушных сил , который использовал то, что Гибсон называет «G-Box» Таэрума, для определения путевой скорости во время ночного полета на очень малой высоте над Северным морем из Великобритании в Голландию по пути в Германию.
Первое серьезное глушение произошло в ночь с 4 на 5 августа 1942 года. Оно усиливалось 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. Недавно сформированная южная цепь еще не была известна немцам и продолжала быть полезной. 3/4 декабря с этой цепи было выполнено обнаружение над Турином в Италии на расстоянии 730 миль (1170 км). Это осталось эксплуатационным рекордом для Gee, превзойденным только странным приемом над Гибралтаром на расстоянии 1000 миль (1600 км). [16]
Усилия по борьбе с помехами уже рассматривались, и в результате появился Gee Mk. II. Он заменил оригинальный приемник на новую модель, в которой генераторы можно было легко снять и заменить, чтобы обеспечить диапазон рабочих частот. Они включали оригинальный диапазон 20–30 МГц, а также новые диапазоны 40–50, 50–70 и 70–90 МГц. Навигатор мог заменить их в полете, что позволяло принимать сигналы с любой активной цепи. Gee Mk. II вступил в эксплуатацию в феврале 1943 года, и в этот момент он также был выбран 8-й воздушной армией США . [18]
23 апреля 1942 года был дан сигнал на разработку мобильных станций для Gee в рамках подготовки к вторжению в Европу. Это не только расширило бы диапазон системы на восток, но и позволило бы станциям перемещаться и внезапно появляться в другом месте, если бы глушение стало проблемой. Первая из трех таких мобильных цепей 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 порядке 24 мая. Другие подразделения были отправлены во Францию вскоре после дня Д. Мобильные подразделения во Франции и Германии были позже заменены стационарными станциями, «тяжеловесы». [19]
После окончания войны в Европе Британия планировала отправить Ланкастеры на японский театр военных действий в составе Tiger Force и использовать Gee для прохождения рейсов в Азию. Подготовка началась для передатчиков Gee в Наблусе (в Палестине), направляющих полеты через Ближний Восток, но капитуляция Японии устранила необходимость в этой цепи. Эта работа проводилась MEDME, Каир, под руководством вице-маршала авиации Р. С. Эйткена.
Немецкие бомбардировщики также использовали систему Gee для атак на Великобританию; захваченные приемники Gee использовались в качестве электроники. [20]
Позже в ходе войны Бомбардировочное командование хотело развернуть новую навигационную систему не для определения местоположения, а для обозначения одной точки в воздухе. Это местоположение использовалось бы для сброса бомб или целеуказателей для ударов других бомбардировщиков. Система Oboe уже обеспечивала это; Oboe посылал сигнал запроса со станций в Великобритании, «отражал» их от приемопередатчиков на самолете и хронометрировал разницу между двумя сигналами с помощью оборудования, похожего на Gee. Однако у Oboe было главное ограничение: он мог направлять только один самолет за раз, и на наведение одного самолета на цель уходило около 10 минут. Система, способная направлять больше самолетов одновременно, была бы существенным улучшением.
Результатом стала новая версия той же базовой концепции гобоя, но перевернутая так, чтобы она приводилась в движение самолетом и отражалась от наземных приемопередатчиков. Для этого потребовалось бы оборудование на самолете, которое могло бы принимать и измерять разницу во времени между двумя сигналами. Повторное использование существующего оборудования Gee для этой цели было очевидным. Новая система Gee-H требовала только одной модификации — добавления нового передатчика, который отправлял бы сигналы для отражения от наземных приемопередатчиков. При выключенном передатчике система возвращалась к обычному блоку Gee. Это позволяло использовать его в режиме Gee-H во время атак, а затем в режиме Gee для навигации обратно на их домашние аэродромы.
Gee был настолько полезен, что поспешные развертывания во время войны были рационализированы как основа для продолжающейся и растущей навигационной системы. Результатом стал набор из четырех цепей, South Western, Southern, Scottish и Northern, которые имели непрерывное покрытие большей части Великобритании до северо-восточного угла Шотландии. К ним присоединились еще две цепи во Франции и одна цепь в оккупационной зоне Великобритании на севере Германии. [21]
Гиперболические навигационные системы можно разделить на два основных класса: те, которые вычисляют разницу во времени между двумя радиоимпульсами, и те, которые сравнивают разницу фаз между двумя непрерывными сигналами. Здесь рассматривается только импульсный метод.
Рассмотрим два радиопередатчика, расположенных на расстоянии 300 км друг от друга, что означает, что радиосигналу от одного потребуется 1 миллисекунда , чтобы достичь другого. Одна из этих станций оснащена электронными часами, которые периодически отправляют сигнал запуска. Когда сигнал отправляется, эта станция, A , отправляет свою передачу. Миллисекундой позже этот сигнал прибывает на вторую станцию, B. Эта станция оснащена приемником, и когда она видит, что сигнал от A приходит, она запускает свой собственный передатчик. Это гарантирует, что станции отправляют сигналы точно с интервалом в 1 мс, без необходимости второй станции иметь собственный точный таймер. На практике для учета задержек в электронике добавляется фиксированное время. [6]
Приемник, прослушивающий эти сигналы и отображающий их на осциллографе, видит серию вспышек на дисплее. Измеряя расстояние между ними, можно рассчитать задержку между двумя сигналами. Например, приемник может измерить расстояние между двумя всплесками, чтобы получить 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 от другой и т. д. [6]
При нанесении на карту совокупность возможных местоположений для любой заданной разницы во времени образует гиперболическую кривую. Совокупность кривых для всех возможных измеренных задержек образует набор кривых радиальных линий, центрированных на линии между двумя станциями, известной как «базовая линия». [6] Чтобы получить фиксацию, приемник делает два измерения на основе двух разных пар станций. Пересечения двух наборов кривых обычно приводят к двум возможным местоположениям, на равном расстоянии по обе стороны от средней точки базовой линии. Используя какую-либо другую форму навигации, например, навигационное счисление , можно исключить одно из этих возможных положений, тем самым обеспечивая точное фиксацию. [1]
Вместо использования двух отдельных пар станций, систему можно упростить, имея одну главную и две вторичные, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, так что их шаблоны перекрываются. Набор таких станций называется «цепочкой». [1]
Цепи Gee использовали схему с одним ведущим и двумя или тремя ведомыми. Передатчики имели выходную мощность около 300 кВт и работали в четырех частотных диапазонах от 20 до 85 МГц . [6]
Сигнал Gee для любой данной цепи состоял из серии импульсов радиосигнала с примерно перевернутой параболической огибающей длительностью около 6 микросекунд . [22] В системе из трех станций ведущая станция посылала одиночный импульс, обозначаемый как A , за которым через 2 миллисекунды (мс) следовал двойной импульс, A′ (A Prime). Первая подчиненная станция посылала одиночный импульс через 1 мс после одиночного импульса ведущей станции, обозначенный как B , а вторая подчиненная станция посылала одиночный импульс через 1 мс после двойного импульса ведущей станции, обозначенный как C . Поскольку у приемника не было никаких средств автоматической синхронизации с сигналом ведущей станции, двойной импульс A′ позволял навигатору, управляющему приемником, идентифицировать последовательность заказов. Вся последовательность повторялась в цикле 4 мс (т. е. 250 раз в секунду) с шаблоном ABA′-C . В случае системы из четырех станций цикл, описанный выше, повторялся с добавлением станции D , которая передавала еще один двойной импульс. Чтобы это можно было идентифицировать, станция D была синхронизирована 166 раз в секунду, так что ее импульс перемещался от трассы AB к трассе A'-C , не появляясь ни на одной трассе и обратно к трассе AB. Таким образом, цикл был ABDA′-CABA′-CDABA′-C... . Импульс D , появляющийся на обеих трассах, означал, что исправление можно было сделать с помощью комбинаций AB/AC , AB/AD или AC/AD , что давало более широкую область высокоточного покрытия, чем система из трех станций. [23]
Запуск импульсов A был синхронизирован с частотой 150 кГц стабильным локальным генератором на главной станции, [24] но синхронизация иногда намеренно менялась. Время для десяти циклов этого колебания 150 кГц, 66,66 мкс, называлось единицей Gee и соответствовало разнице дальности в 12,4 мили (20,0 км). [24]
На борту самолета сигналы от трех или четырех станций принимались и отправлялись на дисплей. Описание ниже относится к системе из трех станций, но импульс D будет заменен либо на импульс B , либо на импульс C в системе из четырех станций.
В настройке "Основной" временной развертки дисплей ЭЛТ был настроен на отображение сигнала на двух строках (каждая из которых показывала половину времени сигнала). Для запуска развертки дисплея использовался локальный генератор гораздо меньшей сложности, чем тот, что был на главной станции. При первой активации он вряд ли будет иметь точно такую же синхронизацию, как и главная станция, поэтому оператор увидит схему вспышек, перемещающихся по экрану. Ручка управления, которая регулировала генератор, использовалась для настройки частоты локального генератора до тех пор, пока вспышки на дисплее не станут стационарными, что означало, что локальный и главный генераторы теперь будут иметь одинаковую синхронизацию. Импульсы будут идентифицированы, затем управление генератором будет отрегулировано так, чтобы привести двойные импульсы A′ слева от нижней трассы.
Поворотные переключатели с последующей точной настройкой использовались для размещения маркеров под импульсами B и C (маркеры инвертировали импульсы на дисплее), а затем временная база была переведена в положение «быстро», что добавило бы дополнительные строки на дисплей и показало бы импульсы A и A′ над инвертированными импульсами B и C соответственно. Точная настройка использовалась бы для размещения импульса B непосредственно под импульсом A , а импульса C непосредственно под импульсом A′ . Переключатель, называемый «переключателем очистки», был бы нажат, и время исправления было бы отмечено. Переключатель очистки изменил бы дисплей с отображения импульсов на отображение внутренне сгенерированной шкалы. Эта шкала считывалась бы в положении «быстро» временной базы для десятичных показаний, за которыми следовали бы целые числа, которые считывались бы с дисплеем в настройке «основной» временной базы. Соответствующие числа из показаний AB и A′-C были бы нанесены на решетчатую диаграмму. [25]
Сигналы из разных цепей были близко разнесены по частоте, достаточно близко, чтобы широкополосный приемник R1355 часто настраивался на более чем одну цепь одновременно. Для идентификации станции сигналы A′ отправлялись только периодически. После того, как дисплей был стабилизирован так, чтобы последовательности импульсов появлялись в одном месте на экране, можно было видеть, как импульсы A′ мигают с заданным шаблоном (таким образом, «призраки» на дисплее). Это позволяло оператору определять идентификацию главного сигнала и, таким образом, выбирать цепь, которую он хотел использовать, размещая связанный с ним сигнал A′ в левом нижнем углу. [26]
На больших расстояниях гиперболические линии приближаются к прямым линиям, исходящим из центра базовой линии. Когда рассматриваются два таких сигнала из одной цепи, результирующий рисунок линий становится все более параллельным, поскольку расстояние до базовой линии становится меньше по сравнению с дальностью. Таким образом, на коротких расстояниях линии пересекаются под углами, близкими к 90 градусам, и этот угол неуклонно уменьшается с дальностью. Поскольку точность определения местоположения зависит от угла пересечения, все гиперболические навигационные системы становятся все более неточными с увеличением дальности. [27]
При проверке сигнала на расширенном дисплее синхронизация основывалась на 1/10 единицы Gee, или 6,66 мкс. Это соответствует расстоянию 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 Gee, по крайней мере, на более коротких дистанциях и в местах вблизи центра базовых линий, где гиперболические линии были близки к перпендикулярным. На практике точность была функцией расстояния от передатчиков, изменяясь примерно пропорционально квадрату расстояния. [28] На коротких дистанциях сообщалось о точности в 165 ярдов (151 м), в то время как на больших дистанциях над Германией она составляла около 1 мили (1,6 км). [26]
Бортовая часть системы Gee Mk. II состояла из двух частей: радиоприемника R1355 и осциллографа Indicator Unit Type 62 (или 62A). Они были соединены двумя толстыми кабелями, один из которых передавал видеосигнал, а второй — питание на Indicator, причем блок питания был встроен в приемник для экономии места на стороне дисплея. [29] Также была произведена «тропическая» версия системы с приемником R3645 и Indicator Unit Type 299, в которой блок питания последнего был перемещен в дисплейный блок.
R1355 был разработан таким образом, чтобы радиочастотный блок (RFU) можно было легко менять в полете. Это позволяло штурману выбирать разные цепи Gee, операция по переключению занимала всего минуту или около того. Смена RFU также могла использоваться для предотвращения помех, поскольку немцы не знали, какие цепи активно использовались.
В случае Gee-H использование системы было изменено лишь незначительно. Вместо того, чтобы развертка синхронизировалась локальным генератором в блоке отображения, сигнал запуска отправлялся с бортового таймера. Сигнал также усиливался и отправлялся для опроса удаленных наземных станций, чьи ответные сигналы принимались на существующем приемнике Gee. Теоретически это можно было бы использовать для расчета исправления точно так же, как и в случае с Gee, с использованием других карт. Однако навигация к цели с использованием такой системы была бы сложной; несколько исправлений пришлось бы делать с течением времени, а затем усреднять, чтобы рассчитать скорость и направление относительно земли.
Вместо этого Gee-H использовался аналогично более ранней системе Oboe. Сначала штурман выбирал станцию, которая будет сигналом «кошки», используя ее в качестве основного навигационного маяка. Измерялось расстояние от станции кошки до цели, а затем рассчитывалась задержка сигнала, которая будет видна на этом расстоянии. Таймер в устройстве был установлен на эту задержку, создавая отдельную A-образную метку на дисплее в этой фиксированной точке. Полученный импульс от станции «кошки» также отображался на той же трассе. Давая пилоту указание повернуть влево или вправо, штурман направлял бомбардировщик до тех пор, пока две трассы не перекрывались в точности, что означало, что бомбардировщик летел на точном расстоянии от станции. Затем пилот вел самолет по дуге окружности, которая должна была привести его к точке цели, с периодическими корректировками от штурмана по мере необходимости для выравнивания двух меток. Сигнал, полученный от второй станции, «мышь», также был настроен для отображения на нижней трассе, но в этом случае расстояние продолжало меняться по мере того, как самолет пролетал по дуге станции «кошка». Когда этот сигнал перекрывал заданный диапазон от «мыши», полезная нагрузка сбрасывалась.
Использование этого метода работы значительно снизило нагрузку на навигатора. Большую часть миссии ему просто приходилось удерживать отметки на верхней трассе выровненными на дисплее, а затем периодически следить за нижними отметками для определения времени. Кроме того, из-за того, что измерения всегда проводились как прямые линии со станции, а не гиперболические кривые, точность падала линейно, а не пропорционально квадрату расстояния. Таким образом, Gee-H мог направлять бомбардировщик на расстояние в 120 ярдов над Германией, что было значительным улучшением по сравнению с точностью Gee примерно в 1 милю на том же расстоянии.
В отличие от немецких лучевых систем , где бомбардировщики летели к своим целям вдоль луча, импульсы Джи излучались во всех направлениях, поэтому в случае обнаружения они не выдавали бы место назначения бомбардировщиков. [1] Поскольку система была пассивной, в отличие от H2S , не было никаких ответных сигналов, которые могли бы выдать местоположение бомбардировщиков ночным истребителям . Кроме того, это означало, что все самолеты могли использовать систему одновременно.
Gee был очень восприимчив к глушению; все, что нужно было сделать немцам, это излучать ложные импульсы, которые делали невозможным определение того, какой сигнал был настоящим со станций, а какой транслировался с помощью глушилки. Это можно было легко организовать, найдя другую подчиненную станцию во Франции или Нидерландах и изменив ее задержку и силу сигнала так, чтобы ее сигналы казались похожими на сигналы с одной из станций в Великобритании. Это работало только над Германией; когда самолеты пролетали над Великобританией, сигнал казался слишком слабым. Используя обычные радиоприемники и рамочные антенны для пеленгации, радисты могли определить, какой из сигналов был ложным. Даже будучи заглушенным над вражеской территорией, Gee имел чрезвычайно полезное преимущество, предоставляя надежную навигационную привязку, когда самолеты домой находились над Северным морем при возвращении с операций, что облегчало возвращающимся бомбардировщикам поиск своих аэродромов и, как следствие, сокращение потерь из-за аварий.
Каждая цепочка имела кодовое слово, в котором использовались названия американских штатов, что предполагало, что это было сделано для использования американскими самолетами. [30]
Примечание: AMES — это сокращение от Air Ministry Experimental Station (Экспериментальная станция Министерства авиации) .
Тестовые работы, включая измерение времени и силы сигнала, проводились в нескольких местах в течение большей части 1941 года, при этом четыре передающие станции в Давентри (главная), Вентноре, Стениготе и Кли-Хилле (ведомые), а также станция мониторинга в Грейт-Бромли работали в качестве экспериментальной цепи с июля.
Восточная цепь была введена в эксплуатацию (в отличие от проведения испытаний) с марта 1942 года и использовалась в крупных и беспрецедентно успешных налетах "Бомбардировщика" Харриса на Любек и Кельн той весной. Ее штаб и станция мониторинга, первоначально в Грейт-Бромли , переехали в Баркуэй в ноябре. Командир крыла Филлипс, которому помогали командир эскадрильи Аллерстон и научный сотрудник Эдвард Феннесси, тогда были ответственными. (AVIA 7/1251, AIR 29/147 и другие файлы Национального архива; Карты Министерства авиации Гт-Бромли и Баркуэй в Музее ВВС; JP Foynes "AMES 24:The Pylons at Great Bromley"). Полностью введена в эксплуатацию 22 июня 1942 года.
Вирджиния: [30] 48,75 МГц [30]
Источник: [30]
Вирджиния: 48,75 МГц. Восточная и Южная (Вирджиния) цепи не могли работать одновременно.
Каролина: 44,90 МГц. Используется Береговым командованием и Объединенными операциями. [30]
Те же главные и подчиненные сайты.
Источник: [30]
Каролина: 44,90 МГц. Используется комбинированными операциями.
Сеть Northern Gee работала с конца 1942 года по март 1946 года.
После войны Уорт-Матраверс использовался как учебная база для операторов Gee.
Источник: [30]
Действует с 18 апреля 1944 г.
Планировалось открытие сети ресторанов Western, но проект был отменен. [30]
Источник: [30]
Проработал около шести месяцев в 1945 году.
Планируется:
Оперативный:
Источник: [30]
В 1945 году после Дня Победы в Европе планировалось перебросить большое количество бомбардировщиков Ланкастер в Азию для поддержки войны против Японии и для помощи в руководстве бомбардировщиками во время переброски, цепи Джи были в процессе создания под руководством вице-маршала авиации Макса Эйткена. Эта работа прекратилась после сброса атомных бомб. Станция была создана в Наблусе, в Палестине, под контролем RAF MedME в Каире.
Существовала еще одна цепь Indiana, использовавшая частоту 46,79 МГц, но к 1943 году она уже не использовалась.
Была выделена аварийная частота (XF) 50,5 МГц, кодовое слово Zanesville.
Источник: [30]
Вступил в строй 5 октября 1944 г. 83,5 МГц
Источник: [30]
Вступила в строй 9 октября 1944 года, заменена тяжелой мобильной техникой 23 октября 1944 года и стала называться Рурской цепью.
80,5 МГц (?)
Источник: [30]
Вступил в строй 21 марта 1945 года с использованием легких единиц Тип 100. Заменен тяжелыми единицами из Реймской цепи. 50,5 МГц
[30]
[30]
Планировалось, но было решено, что больше не нужно, хотя было решено продолжить в рамках послевоенной организации Gee. Действовало 26 апреля 1945 года. [30]
Источник: [30]
Источник: [30]
Предложенный:
Развернуто как:
После Второй мировой войны система Gee использовалась в качестве навигационного средства для гражданской авиации, хотя в основном на новых объектах.
После Второй мировой войны Королевские ВВС переместили две из трех военных цепей Джи в Англию. Восточная и Юго-Западная цепи (по четыре станции каждая) и Южная цепь из трех станций. Южная цепь стала четырехстанционной лондонской цепью, а Восточная цепь стала цепью Мидленда. Это было запланировано на 1948 год. [33]
Это продолжалось и после Второй мировой войны, используя существующие участки: два на северном побережье Шотландии, один к северу от Абердина и один на Шетландских островах . [33]
Открыт около 1948 года и закрыт в начале 1969 года. [34]
Главная станция: Лоутер-Хилл
Рабочие станции:
После войны в Северной Германии открылась сеть станций Gee. Станции находились в Винтерберге , Бад-Ибурге , Нордхорне и Ухте .
В период 1955–59 годов существовало несколько станций, которые, по всей видимости, были скорее обманом, чем действительно действующими. Это были 550 SU в Форте Шпейкербур за пределами Пурмеренда , Голландия; 889 SU в Эккернфёрде в Северной Германии; и 330 SU за пределами Ингольштадта в Баварии, Германия. Эти станции редко работали, если работали вообще, в конце 1950-х годов. 330Su представляла собой объединение 3 подразделений 330, 259 и 953 и находилась в непрерывной эксплуатации в Ингольштадте с мая 1958 года по сентябрь 1961 года. Другие 2 подразделения, образующие эту цепочку, находились в Оберкирхене и Шлезвиге . Все три имели особые преимущества: Ингольштадт имел доступ к главному армейскому PX США в Мюнхене . Оберкирхен находился недалеко от центра зимних видов спорта NAAFI , а Шлезвиг — на дюнах у зоны для купания нудистов.
