Oboe — британская система наведения бомб, разработанная для того, чтобы позволить своим самолетам точно бомбить цели в любую погоду, днем и ночью. Oboe сочетал радиолокационное слежение с технологией радиотранспондера . [ 1] Система наведения использовала две хорошо разнесенные радиолокационные станции для слежения за самолетом. Перед миссией были созданы два круга, по одному вокруг каждой станции, таким образом, чтобы они пересекались в точке сброса бомб. Операторы использовали радары, с помощью транспондеров на самолете, чтобы направлять бомбардировщик по одному из двух кругов и сбрасывать бомбы, когда они достигали пересечения.
Система была разработана в 1942 году Исследовательским центром телекоммуникаций в Малверне в Вустершире , работавшим в тесном сотрудничестве с 109-й эскадрильей . [2] К декабрю 1942 года была разработана рабочая система. Первое крупное применение гобоя произошло в марте 1943 года, когда система использовалась для обозначения заводов Круппа при атаке на Эссен . В течение месяца система с большим успехом использовалась для обозначения целей Главных сил против немецкого промышленного центра Рур и для атак на Кельн . До ноября 1943 года гобой с большим успехом использовался против целей в радиусе 250 миль.
В декабре 1943 года Бомбардировочное командование вступило в то, что, как надеялись, станет победной кампанией в битве за Берлин . Берлин был за горизонтом даже для самых высоко летающих самолетов Королевских ВВС, и, таким образом, за пределами досягаемости Oboe. Кампания должна была зависеть от прямой навигации и H2S . Усилия Бомбардировочного командования против Берлина в течение следующих четырех месяцев не увенчались успехом. В конце марта Бомбардировочное командование было направлено под командование SHAEF для подготовки к вторжению в оккупированную Европу . Эти миссии в северной Франции позволили Oboe снова продемонстрировать свою ценность в точной доставке маркеров или бомб, независимо от погоды или видимости цели.
Ни H2S, ни Gee-H не могли обеспечить точность Oboe. По направлению наведения отдельных самолетов Oboe использовался как для наведения маркерных самолетов для Главных сил , так и для бомбардировщиков, делающих точные бомбардировки важных целей. Это была самая точная система бомбардировки, использовавшаяся во время войны. [3] [4]
Чтобы точно определить свое местоположение относительно объектов на земле, нужны две точки данных: два угла (как в триангуляции ), два расстояния ( трилатерация ) или угол и расстояние ( VOR/DME ). Использование радио для предоставления некоторых или всех этих измерений было областью непрерывного развития, приведшей к началу войны. Немцы первыми применили этот подход с такими операционными системами, как луч Лоренца и X-Gerät , которые использовали два узких лучеподобных сигнала, которые пересекались в точке на небе, чтобы указать цель с помощью триангуляции. Позже, во время The Blitz , немцы представили Y-Gerät , который объединил один луч Лоренца с измерением расстояния на основе транспондера для определения местоположения. Проблема со всеми этими системами заключалась в том, что они не выдавали никакой информации, кроме как в пределах своих узких лучей, и не были полезны для навигации общего назначения.
Более полезная система была введена в систему Gee Королевских ВВС , которая использовала два синхронизированных сигнала, которые позволяли штурману бомбардировщика определять свое местоположение с помощью трилатерации. Она могла использоваться в любом месте в пределах прямой видимости передающих станций в Великобритании и, как правило, обеспечивала приемлемый сигнал на расстоянии до 500 километров (310 миль), в зависимости от высоты полета самолета. Gee считывалось на дисплее осциллографа размером около 3 дюймов (76 мм) в поперечнике, что ограничивало точность измерений времени. В результате Gee был точен порядка километров, что было чрезвычайно полезно для навигации и площадной бомбардировки, но не обеспечивало точности, необходимой для точечного бомбометания.
Поскольку точность Gee в значительной степени зависела от механического размера индикаторного блока, точность можно было повысить, используя дисплей большего размера. Однако в те ранние дни электронно -лучевой трубки (ЭЛТ) такие дисплеи были чрезвычайно дорогими и очень длинными, что делало их непригодными для установки на большом количестве самолетов бомбардировочного командования.
Концепция изменения расположения дисплея таким образом, чтобы дисплей мог быть на земле, а передатчик на самолете, была очевидна. Впервые ее предложил Алек Ривз из Standard Telephones and Cables в 1940 году, а затем официально представил с помощью Фрэнсиса Джонса весной 1941 года. [5]
Основная идея заключалась в том, чтобы иметь две наземные станции, которые периодически отправляли бы сигналы на похожих, но разных частотах. Самолеты несли транспондеры , по одному для каждого сигнала, которые ретранслировали сигналы после приема. Засекая общее время прохождения туда и обратно от трансляции до приема, а затем разделив его на удвоенную скорость света (сигнал проходит до самолета и обратно), можно было бы определить расстояние до самолета. Это было по сути идентично радару , за исключением того, что транспондер значительно усиливал сигналы для обратного пути, что способствовало точности, обеспечивая сильные, четко определенные импульсы сигнала. [5]
Практической проблемой было использование этих измерений дальности для наведения бомбардировщика на цель. В случае Y-Gerät использовался один луч, который создавал естественный путь для полета бомбардировщика. Только дальность вдоль этого пути нужно было измерить и передать экипажу бомбардировщика. В случае системы, использующей два измерения дальности, не было никакого неотъемлемого пути в небе, по которому должен был следовать самолет. Местоположение и направление можно было определить, передав два измерения дальности в комнату построения, проведя дуги от станций на этих измеренных расстояниях, а затем найдя пересечение. Однако это занимало время, в течение которого самолет двигался, делая его слишком медленным, чтобы обеспечить желаемую точность.
Oboe принял простое решение этой проблемы. Перед миссией был определен путь, который представлял собой дугу окружности, радиус которой проходил через цель, измеренную с одной из двух станций. Эта станция получила название «Кэт». Затем самолет использовал обычные навигационные методы, счисление пути или Джи, если он был оборудован, чтобы разместиться на некотором расстоянии к северу или югу от цели в точке вблизи этой линии. Затем они начинали полет к цели, и в этот момент оператор на Кэт выдавал поправки, чтобы самолет приближался или удалялся от станции, пока он не летел точно на нужном расстоянии, чтобы удерживать его на круге. [6]
Станция Cat продолжала удерживать самолет на этом точном расстоянии, пока он летел к цели, заставляя самолет лететь по заранее определенной дуге. Вторая станция, под кодовым названием «Мышь», также вычисляла дальность до цели перед миссией. Когда бомбардировщик приближался к этой заранее определенной дальности, они сначала выкрикивали «heads up», чтобы сообщить бомбардировщику начать заход, а затем второй сигнал в нужное время, чтобы сбросить бомбу. Используя этот метод, двум станциям не нужно было сравнивать измерения или выполнять какую-либо тригонометрию для определения фактического местоположения в пространстве, обе выполняли простые измерения дальности прямо со своих экранов и отправляли свои отдельные поправки на самолет. [6]
На практике диапазоны не передавались голосом на самолет. Вместо этого генератор тонов выдавал точки или тире азбуки Морзе под контролем операторов. Это было похоже на лучевые системы, такие как Lorenz, которые британские летчики уже были знакомы с использованием в качестве слепой помощи при посадке в довоенный период. Если самолет находился слишком близко к станции, оператор воспроизводил сигнал точек, а когда они были слишком далеко, тире. Эти два сигнала можно было смешивать так, чтобы по мере приближения к нужному диапазону точки заполняли промежутки между тире и формировали ровный тон. [7]
Периодически сигнал будет набираться для отправки буквы, указывающей, насколько они далеки от правильного диапазона, X указывает на 20 миль (32 км), Y 10 миль (16 км) и Z 5 миль (8,0 км). Аналогичным образом, станция Mouse отправляет серию набираемых сигналов, чтобы указать на приближение, S, чтобы указать на начало приближения, а затем A, B, C и D, когда самолет приближается. [7]
Однако с этим подходом были некоторые очевидные проблемы. Одна из самых очевидных заключается в том, что любая наземная станция могла отслеживать только один самолет за раз, по сравнению с Gee, где любой бомбардировщик мог принимать сигналы из Великобритании и выполнять необходимые расчеты. Это не сразу исключило ее как полезную систему; Y-Gerät имел то же ограничение, поэтому ее использовали для маркировки целей, управляя одним самолетом и сбрасывая осветительные ракеты для следующего самолета, чтобы сбросить их. Британцы приняли то же решение. [8]
Более тревожным было то, что бомбардировщику пришлось бы лететь прямо и ровно по слегка изогнутой траектории, в то время как наземная станция отслеживала бы его дальность по мере того, как он летел к цели. В это время самолет был бы открыт для атаки, что некоторые считали почти самоубийством. Наконец, у британцев не было никаких проблем с подавлением немецкой системы Y-Gerät , даже до того, как она получила широкое распространение. Не было никаких оснований ожидать, что немцы не сделают то же самое с Oboe, как только обнаружат сигналы. [8]
Несмотря на широко распространенное противодействие использованию гобоя, AP Rowe приказал начать разработку. Разработка началась как на длине волны 1,5 м, используемой большинством ранних британских радарных систем, так и на новой «модной» [8] 10-сантиметровой микроволновой длине волны, обеспечиваемой резонаторным магнетроном . Последняя не только обеспечивала более высокую точность, но и была в значительной степени невосприимчива к помехам, если только немцы не разработали собственные мощные микроволновые устройства. Это произошло только в самые последние дни войны. [8]
Две станции были установлены как можно дальше на восток, одна в Дувре ( Walmer ) и вторая в Кромере ( RAF Trimingham ). В любой заданной миссии одна из станций была Cat, а другая Mouse. На ранних испытаниях в сентябре 1941 года самолет, пролетевший по дуге в 130 километрах (81 миля) от Дувра, продемонстрировал точность 50 метров (160 футов), что лучше, чем любой метод бомбометания, использовавшийся в то время. Точность с бомбами была не такой хорошей, поскольку сами бомбы не были идентичны и имели немного разные траектории. На демонстрации для старших должностных лиц 2 июля 1942 года система продемонстрировала реальную точность 65 метров (213 футов). [5] Напротив, даже при использовании передовых визуальных бомбовых прицелов, таких как Norden , средняя точность в 1942 году составляла порядка 1500 ярдов (1400 м).
Впервые Oboe был использован в экспериментальных операциях тяжелыми бомбардировщиками Short Stirling в декабре 1941 года, атакующими Брест . [9] Эти самолеты имели относительно ограниченный практический потолок и были ограничены атаками на коротких дистанциях, где они поддерживали прямую видимость с Великобританией. [10]
В то время в Бомбардировочном командовании шли жаркие дебаты по поводу использования «следопытов», специализированных самолетов и экипажей, которые находили бы цели и использовали сигнальные ракеты, чтобы пометить их для атаки. Та же техника впервые была использована во время Блица немцами, в частности специалистами Kampfgruppe 100 , но ее эффективность была серьезно ограничена британскими усилиями по глушению . Тем не менее, концепция имела достаточную поддержку, чтобы организовать небольшую группу «Москито» для работы в качестве следопытов, используя обычное оптическое прицеливание. Это оказалось разочаровывающим на практике, предлагая лишь небольшое улучшение точности.
Но «Москито» были также единственными самолетами, которые имели характеристики для полетов на высотах, на которых сигналы гобоя могли быть приняты над Германией. На встрече летом 1942 года было решено, что разведывательные «Москито» будут оснащены гобоями. Столкнувшись с сопротивлением ранее, добавление гобоя развеяло аргумент против роли специалиста, и то, что впоследствии стало силами следопытов, начало формироваться вопреки продолжающимся возражениям. [11]
Первые эксперименты с гобоями в боевых условиях над Германией начались в ночь с 20 на 21 декабря 1942 года, когда небольшая группа из шести гобоев Mosquitos была отправлена бомбить электростанцию в Люттераде в Нидерландах, на границе с Германией. Три из них потерпели неудачу, но три оставшихся самолета под руководством командира эскадрильи Л. Э. Буфтона смогли сбросить бомбы должным образом. Последующая разведывательная миссия на следующий день показала, что девять воронок от бомб можно было идентифицировать, все они были близко друг к другу, но примерно в 2 километрах (1,2 мили) от цели. Аналогичные испытания с небольшим количеством самолетов гобоя, иногда сбрасывавших осветительные ракеты для небольшого количества Avro Lancasters , следовавших за ними, проводились в течение декабря и января. [12]
Сначала немцы списали эти небольшие атаки как досадные налеты, направленные на то, чтобы нарушить производство, отправив рабочих в бомбоубежища. Однако вскоре стало ясно, что происходит что-то очень странное: самолеты сбрасывали всего 6–10 бомб, часто сквозь густую облачность, и 80–90% из них поражали цели, обычно доменные печи или электростанции. [13] В рамках этого процесса бомбардировщики выпускали фотовспышки , которые освещали землю под самолетами достаточно для фотографирования. 7 января 1943 года гауптман Александр Даль заметил это и предположил, что они использовали фотографии для исправления ошибок измерений новой системы бомбардировки. [14]
Именно это и происходило. Над Великобританией гобой демонстрировал точность порядка десятков метров, но над континентом первые тесты всегда давали худшие результаты. Но вскоре стало ясно, что в промахах есть закономерность, которая, как предполагалось, была связана с различиями в сетках съемки, используемых на континенте. Решение этой проблемы было предоставлено самими немцами; до войны они предприняли попытку откалибровать две системы в серии измерений через Ла-Манш, которые также получила британская Служба артиллерийского надзора . Используя эти поправки, они смогли устранить неточности почти сразу. [15]
К концу весны экипажи бомбардировочного командования достаточно отработали технику бомбометания по маркеру, чтобы начать крупные операции. Затем Харрис начал серию налетов, известных как Битва за Рур , начав с налета на Эссен 5 марта, который дал довольно плохие результаты, несмотря на правильную маркировку. Следующий крупный налет на завод Круппа в Эссене 12/13 марта был несколько более успешным, за ним последовала серия налетов, которые дали совершенно разные результаты. Однако к маю техника была отлажена, и серия очень крупных налетов, обычно с участием 500-800 бомбардировщиков, демонстрировала все более успешные результаты. Среди них был налет в конце мая на Дортмунд, который заставил сталелитейный завод Хеш прекратить производство, и налет в конце июля на Крупп, который, по словам Геббельса, вызвал «полную остановку производства на заводах Круппа». [16] Анализ результатов показал, что количество бомб, упавших на их цели, удвоилось по сравнению с эпохой до гобоя. [17]
Миссии гобоя были четко идентифицированы немецкими операторами радаров; самолеты стартовали на некотором расстоянии к северу или к югу от цели, а затем приближались к ней по дугообразной траектории, которую они называли « Бумеранг ». Хотя операторы быстро привыкли к этим самолетам, на самом деле организовать перехват высоколетящих и высокоскоростных самолетов оказалось чрезвычайно сложно.
Немцам потребовалось больше года, чтобы расшифровать работу системы, во главе с инженером Х. Виддрой, который обнаружил британскую систему идентификации «свой-чужой » [IFF] « Pip-squeak » в 1940 году. Первая попытка заглушить гобой имела место в конце августа 1943 года во время атаки на сталелитейный завод Bochumer Verein в Эссене. Система, установленная на станции слежения Maibaum в Кеттвиге, передавала ложные сигналы «точка-тире» на диапазоне 1,5 м, надеясь лишить пилота возможности определить, находятся ли они в правильном положении. Это был тот же метод, который британцы использовали против немецких систем во время The Blitz.
Немцы не знали, что система Oboe уже перешла на микроволновую частоту 10 см (3 ГГц) Oboe Mk. II, но британцы продолжали транслировать старые сигналы в качестве уловки. Неудача с подавлением Oboe оставалась загадкой до июля 1944 года, когда старый сигнал был неправильно установлен для обозначения одной цели, в то время как следопыт идеально обозначил другую. Немцы быстро догадались, что использовался другой сигнал или система. Немцы были хорошо знакомы с британскими микроволновыми системами в диапазоне 10 см, но в апреле 1944 года Королевские ВВС уже внедрили Oboe Mk. III, который противостоял немецким попыткам глушения. Mk. III также позволял использовать набор частот (станций) до четырех самолетов и допускал различные стили захода на посадку, а не только дугу. [18]
К этому моменту битва за Рур уже давно закончилась, и большинство бомбардировок Королевских ВВС были сосредоточены на целях, которые находились слишком далеко в Германии, чтобы быть видимыми для Oboe. В эту эпоху H2S взял на себя главную роль. Вторжения в день Д и последующий прорыв позволили решить эту проблему путем создания новых станций Oboe на континенте.
В конце войны гобой использовался для помощи в сбросе продовольствия голландцам, все еще находящимся под немецкой оккупацией, в рамках операции «Манна» . Точки сброса были согласованы с голландским Сопротивлением , и канистры с продовольствием сбрасывались в пределах 30 м (98 футов) от точки прицеливания с использованием гобоя.
Oboe использовал две станции в хорошо разнесенных местах в Англии для передачи сигнала бомбардировщику Mosquito Pathfinder , оснащенному радиопередатчиком. [19] Передатчик ретранслировал сигналы, которые затем принимались двумя станциями. Время прохождения сигнала туда и обратно каждого сигнала давало расстояние до бомбардировщика.
Каждая станция гобоя использовала радиолокацию для определения круга определенного радиуса. Пересечение двух кругов определяло цель. Mosquito летал по окружности круга, определенного одной станцией, известной как «Кот», и сбрасывал свой груз (бомбы или сигнальные ракеты, в зависимости от миссии), когда достигал пересечения с кругом, определенным другой станцией, известной как «Мышь». Над южной Англией существовала сеть станций гобоя, и любая из станций могла работать как «Кот» или «Мышь».
Mark I Oboe был создан на основе технологии Chain Home Low , работающей на верхних частотах УКВ- диапазона 200 МГц (1,5 метра). Две станции излучали серию импульсов с частотой около 133 в секунду. Ширина импульса могла быть короткой или длинной, поэтому самолет принимал ее как точку или тире азбуки Морзе . Станция Cat посылала непрерывные точки, если самолет был слишком близко, и непрерывные тире, если самолет был слишком далеко, и с их помощью пилот мог корректировать курс. (Немцы использовали аналогичный метод с Книккебайном .)
Также можно было отправлять различные буквы Морзе; например, чтобы уведомить экипаж, что их Mosquito находится в пределах досягаемости цели. Станция Mouse отправляла пять точек и тире, чтобы указать на сброс бомбы. Станция Mouse включала в себя компьютер бомбового прицела, известный как «Micestro», для определения правильного времени сброса; не было никакой особой логики в том, чтобы нести бомбовый прицел на Mosquito, когда он находился под контролем наземной станции.
Хотя гобой был испытан против Эссена в январе 1943 года, гобой редко использовался для «крупных промышленных предприятий», таких как в Рурской области . [9] [20] Основная идея гобоя пришла от Алека Ривза из Standard Telephones and Cables Ltd, и была реализована в партнерстве с Фрэнком Джонсом из Исследовательского института телекоммуникаций (TRE); также частью команды был доктор Денис Стопс, который позже стал ведущим физиком в Университетском колледже Лондона. [21] Роль Дениса Стопса в разработке гобоя была настолько секретной, что его призвали в эскадрилью следопытов Королевских ВВС в качестве командира крыла для проведения своей работы. Его роль в основном заключалась в разработке систем на самолете совместно с наземными радиолокационными системами. Система работала с использованием триангуляции для точного определения цели. Доктор Стопс однажды сказал, что одним неожиданным побочным эффектом системы было то, что немцы часто не знали, что именно британцы планировали бомбить. [ необходима цитата ]
Немцы импровизировали систему, концептуально похожую на Гобой, под кодовым названием Эгон , для бомбардировки Восточного фронта в ограниченном масштабе. Она использовала две модифицированные Фрейи , чтобы играть роли Кошки и Мышки; эти два набора Фрейя Эгон были расположены примерно в 93 милях (150 км) друг от друга, и самолет оснащался двухканальным IFF для реагирования на них. Директор на каждой из станций давал пилоту указания по коррекции курса по радиопередаче. Хотя немцы вложили значительные усилия в другие электронные навигационные системы, они так и не развили эту концепцию дальше. [22]
У гобоя было одно важное ограничение: он мог использоваться только одним самолетом одновременно. Чтобы решить эту проблему, британцы придумали новую схему наведения, используя те же элементы, но устанавливая передатчик в самолете и размещая транспондеры на наземных станциях. Более одного самолета могли использовать две станции, поскольку случайный шум был вставлен в синхронизацию выходного импульса передатчика каждого самолета. Приемное устройство на самолете могло сопоставлять свой собственный уникальный шаблон импульса с тем, который отправляли транспондеры. Каждый цикл приема-ответа занимал у транспондера 100 микросекунд , что позволяло ему обрабатывать максимум 10 000 запросов в секунду и делало «столкновения» маловероятными. Практический предел составлял около 80 самолетов под управлением двух станций одновременно. Эта новая схема получила название « GEE-H » (или «GH»).
Название "GEE-H" может сбивать с толку, так как схема была модификацией Oboe. Название было принято, потому что система была основана на технологиях GEE, работающих в том же диапазоне волн от 15 до 3,5 метров / от 20 до 85 МГц, и изначально использовала дисплей и калибратор GEE. Суффикс "H" произошел от системы, использующей принцип двойного диапазона или "H" измерения дальности от транспондеров на двух наземных станциях. Он был почти таким же точным, как сам Oboe.
Гобой появляется как сюжетная линия в эпизоде «Заблудшая овца» телесериала BBC « Секретная армия» , в котором рассказывается о поисках сбитого летчика, владеющего техническими знаниями этой системы.
Цитаты
Библиография
В статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии : Goebel, Greg, "10.3: OBOE / GEE-H / DECCA NAVIGATOR", 10.0: Radio Navigation Systems , www.vectorsite.net , дата обращения 13 сентября 2004 г.OBOE (PDF) , архивировано из оригинала (PDF) 1 сентября 2019 г. , извлечено 24 марта 2004 г.