Ну и дела (навигация) - Gee (navigation)

Бортовое оборудование GEE, с приемником R1355 слева и индикатором типа 62A справа. Осциллограф показывает смоделированный дисплей, включая «призрачный» сигнал A1.
Отсеки управления GEE
Передатчик GEE

Ну и дела, иногда написано GEE,[а] был радионавигация система, используемая королевские воздушные силы в течение Вторая Мировая Война. Он измерял временную задержку между двумя радиосигналами, чтобы произвести исправить с точностью порядка нескольких сотен метров на дальностях до 350 миль (560 км). Это был первый гиперболическая навигация система будет использоваться в эксплуатации, ввод в эксплуатацию с Бомбардировочная команда RAF в 1942 г.

Джи был разработан Робертом Диппи как средство ближнего боя. слепая посадка система для повышения безопасности при работе в ночное время. Во время разработки Учреждение телекоммуникационных исследований (Относиться Swanage, диапазон оказался намного лучше, чем ожидалось. Затем она превратилась в общую навигационную систему дальнего действия. Для крупных фиксированных целей, таких как города, которые подверглись атаке ночью, Джи предлагал достаточную точность для использования в качестве ориентира прицеливания без необходимости использования прицела. бомбовый прицел или другие внешние ссылки. Джемминг уменьшил его полезность в качестве средства бомбардировки, но он продолжал использоваться в качестве средства навигации в районе Великобритании на протяжении всей войны и после нее.

Джи оставалась важной частью набора навигационных систем Королевских ВВС в послевоенную эпоху и использовалась на таких самолетах, как Английский Electric Canberra и V-бомбардировщик флот. Он также имел гражданское использование, и было создано несколько новых сетей Gee для поддержки военной и гражданской авиации по всей Европе. Систему начали отключать в конце 1960-х, а последняя станция перестала работать в 1970 году. Джи также вдохновил на создание оригинала. ЛОРАН («Лоран-А») система.

История

Предварительная работа

Основная идея радио гиперболическая навигация был хорошо известен в 1930-х годах, но оборудование, необходимое для его постройки, 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 течение 1930-х годов развитие радар потребовались устройства, которые могли точно измерять время сигналов такого типа. В случае Сеть Главная, передающие антенны передавали сигналы, и любые отражения от удаленных целей принимались отдельными антеннами. An осциллограф (или осциллограф, как его называли в Великобритании)[1] использовался для измерения времени между передачей и приемом. Передатчик вызвал генератор временной базы это привело к быстрому перемещению «кривой» по дисплею осциллографа. Любые полученные сигналы заставляли луч отклоняться вниз, образуя вспышка. Расстояние, на которое след переместился от левой стороны дисплея, можно было измерить, чтобы точно рассчитать разницу во времени между отправкой и получением, что, в свою очередь, можно было использовать для расчета наклонный диапазон к цели.[1]

Радар также может использоваться как навигационная система. Если две станции могут обмениваться данными, они могут сравнить свои измерения расстояния до цели и использовать базовые триангуляция для определения местоположения. Этот расчет затем можно было отправить в самолет по радио. Это довольно трудоемкая операция, и хотя во время войны она использовалась как англичанами, так и немцами, рабочая нагрузка означала, что ее обычно можно было использовать только для управления одиночными самолетами.[2][3]

Предложение системы посадки

В октябре 1937 года Роберт (Боб) Дж. Диппи, работая в Роберт Уотсон-Ватт радиолокационная лаборатория в RAF Bawdsey в Саффолк, предложила использовать два синхронизированных передатчика в качестве основы для слепая посадка система. Он представил две передающие антенны, расположенные на расстоянии примерно 10 миль (16 км) друг от друга по обе стороны взлетно-посадочной полосы. Передатчик на полпути между двумя антеннами будет отправлять общий сигнал по линиям передачи на две антенны, что гарантирует, что обе антенны будут транслировать сигнал в один и тот же момент.[1]

Приемник в самолете настроится на эти сигналы и отправит их на A-scope -тип отображения, подобные тем, которые используются в Chain Home. Если бы самолет был правильно выровнен с взлетно-посадочной полосой, оба сигнала принимались бы в один и тот же момент и, таким образом, отображались бы в одной и той же точке на дисплее. Если бы летательный аппарат располагался с одной или другой стороны, один из сигналов принимался бы раньше другого, образуя на дисплее два отчетливых пика. Определив, какой сигнал был получен первым, пилоты будут знать, что они находятся ближе к этой антенне, и смогут снова определить правильное направление, отвернувшись от нее.[1][b]

Ватту идея понравилась, но в то время острая необходимость в системе не была очевидна.[1] В то время РАФ полагались на дневные бомбардировки плотными группами хорошо защищенных бомбардировщиков в качестве основной ударной силы, поэтому ночные приземления не вызывали особого беспокойства. Посадочные средства были бы полезны, но работа с радарами была более острой необходимостью.[1]

Предложение системы навигации

Планы бомбардировочной кампании RAF быстро пошли наперекосяк, особенно после Воздушный бой у Гельголандской бухты в 1939 году. Вопреки довоенным представлениям, бомбардировщики оказались чрезвычайно уязвимыми как для наземного огня, так и для атак истребители. После некоторого обсуждения было решено, что лучше всего будет вернуться к ночным бомбардировкам, которые были основной концепцией ранее в 1930-х годах.

Это вызвало потребность в улучшенных средствах посадки и в средствах ночной навигации в целом. С этой целью Диппи усовершенствовал свою систему и 24 июня 1940 года официально представил новое предложение.[1][4][5] В первоначальной конструкции использовались два передатчика, чтобы определить одну линию в пространстве по средней линии взлетно-посадочной полосы. В его новой концепции будут созданы диаграммы, показывающие не только линию нулевой разности, где точки накладывались друг на друга, как система посадки, но также линию, где импульсы принимались с интервалом 1 мкс, а другая - 2 мкс и т. Д. В результате получится серия линий, расположенных под прямым углом к ​​линии между двумя станциями.[5]

Одна пара таких передатчиков позволила бы самолету определять, на какой линии они находятся, но не их местоположение на ней. Для этого потребуется второй набор линий от отдельной станции. В идеале эти линии должны располагаться под прямым углом к ​​первой, создавая двумерную сетку, которую можно было бы распечатать на навигационных картах. Чтобы упростить развертывание, Диппи отметил, что станцию ​​в центре можно было бы использовать как одну сторону обеих пар передатчиков, если бы они были расположены как L. Измерение временных задержек двух посторонних станций относительно центра, а затем поиск этих чисел на карте, самолет мог определить свое положение в пространстве, взяв точку. Линии с координатной сеткой на диаграммах дали системе название, «Джи» вместо «G» в «Сетка».[5]

Поскольку теперь система должна была предлагать навигацию в гораздо более широкой области, передатчики одной станции должны были быть расположены дальше друг от друга, чтобы обеспечить требуемую точность и охват. Решение первоначального предложения с одним передатчиком и множеством антенн больше не подходило, особенно с учетом того, что станции будут расположены далеко друг от друга, а подключение к общей точке будет трудным и дорогостоящим. Вместо этого Диппи описал новую систему, использующую отдельные передатчики на каждой из станций. Одна из станций периодически посылала свой сигнал по таймеру. Остальные станции будут оборудованы приемниками, принимающими сигнал, поступающий с контрольной станции. Когда они получали сигнал, они отправляли свои собственные передачи. Это обеспечит синхронизацию всех станций без необходимости в проводе между ними. Диппи предложил строить станции с центральным «главным» и тремя «второстепенными» на расстоянии примерно 80 миль (130 км) и расположенных на расстоянии примерно 120 градусов друг от друга, образуя большую Y-образную схему. Набор таких станций был известен как сеть.[6][5]

Предполагалось, что система будет работать на дальностях около 100 миль (160 км), исходя из широко распространенного мнения в британском радиотехническом истеблишменте, что 30 МГц коротковолновый сигналы будут иметь относительно небольшой диапазон. Имея такую ​​дальность действия, система будет очень полезна в качестве вспомогательного средства для ближней навигации к аэропорту, а также для помощи бомбардировщикам в построении боевых порядков в определенном месте после запуска. Кроме того, после полета на крейсерскую высоту бомбардировщики могли использовать исправления Gee для расчета ветра в воздухе, что позволяло им более точно рассчитывать счисление исправления после выхода самолета из зоны действия Джи.[6]

Экспериментальные системы были установлены в июне 1940 года. К июлю, ко всеобщему удовольствию, система явно была 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 5000 футов.[4]

Новое наступление

Обнаружение увеличенной дальности действия Джи стало поворотным моментом в бомбардировочной кампании британских ВВС. Первоначально полагаясь на дневные бомбардировки, Королевские ВВС не вложили огромных усилий в навыки навигации, необходимые для ночных полетов. Когда Блиц началось наступление ночных бомбардировок, немцы разработали для этого ряд средств радиосвязи, в частности X-Gerät система. Королевские ВВС поначалу не одобряли такой подход, утверждая, что он только демонстрирует превосходство обучения ВВС.

К концу 1940 года наблюдатели, работавшие на местах, заметили, что бомбардировщики, по всей видимости, не бомбят свои цели. Сообщается, что в одном случае бомбы упали на расстояние более 50 миль (80 км) от своей цели. В течение некоторого времени эти результаты были отклонены, но призывы к официальному расследованию привели к Анальный отчет, который продемонстрировал, что только 5% бомб, выпущенных в ходе миссии, упали в пределах 5 миль (8,0 км) от своих целей. С такой статистикой любая стратегическая кампания, основанная на атаках на фабрики и подобные цели, была безнадежной. Это привело к Фредерик Линдеманн пресловутый "лишение жилья газета, в которой призвали использовать бомбардировщики против домов немецких граждан, чтобы лишить их трудоспособности и воли к сопротивлению. Это стало официальной политикой Королевских ВВС в 1942 году.

Пока бушевали дебаты, бомбардировочное командование резко снизило скорость вылетов, ожидая восстановления сил с недавно прибывшими четырехмоторными «тяжелыми», такими как Хэндли Пейдж Галифакс и Авро Ланкастер, и развертывание Gee. Вместе эти два фактора обеспечили бы точность и вес бомб, которых требовали расчеты Линдеманна. Усилия по тестированию и развертыванию Gee стали первоочередной задачей, и исполнительный комитет сети был создан под председательством Роберт Ренвик в октябре 1941 г. на месте серии станций Джи. Джи было не единственным разработанным решением; вскоре к нему присоединился H2S радары и Гобой система.

Почти компромисс

Поскольку первоначальная доступность устройств Gee будет ограничена, идея сила следопыта был принят. Эта концепция изначально была разработана Люфтваффе для их ночных рейдов против Англии. Не имея достаточного количества радиостанций и обширной подготовки для установки своих радионавигационных систем на все свои самолеты, они собрали все, что у них было, в единую группу. 100 кг. KG100 затем использовал свое оборудование для сброса осветительных ракет, которые служили точкой прицеливания для следующих бомбардировщиков.

Стремясь протестировать систему Gee, наборы прототипов были использованы на целевой индикатор Самолеты задолго до серийного производства были доступны в количестве, необходимом для крупных рейдов. 15 мая 1941 года такой набор обеспечил точное определение местоположения на расстоянии 400 миль на высоте 10 000 футов. Первая полная цепочка передатчиков была завершена в июле 1941 года, но при испытаниях в Северном море комплекты оказались ненадежными. Это было связано с источниками питания и лампами, и этим летом были разработаны и проверены исправления.

В ночь с 11 на 12 августа два самолета с самолетами Джи бомбили только с координатами Джи и показали «сверхъестественную точность».[4] Однако в следующую ночь налет Ганновер, оснащенный Джи Викерс Веллингтон был потерян. Набор Джи не содержал систем самоуничтожения, и он мог попасть в руки немцев.[7] Операционные испытания были немедленно приостановлены.[4]

Р. В. Джонс в ответ запустили кампанию дезинформации, чтобы скрыть существование системы. Во-первых, было исключено использование кодового имени «Джи» в коммуникационном трафике, и были отправлены ложные сообщения со ссылкой на фиктивную систему под названием «Джей»; надеялись, что это сходство вызовет путаницу. Двойной агент в Система двойного креста сообщил немецкой разведке вымышленный рассказ о двух РАФ Персонал в отеле небрежно говорит о Джее, а один отвергает это, поскольку это «просто копия» немецкого Knickebein система. Джонс чувствовал, что это льстит немцам, которые в результате могут посчитать 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 привлекало его склонность к розыгрышам.

Несмотря на эти усилия, Джонс первоначально рассчитывал, что потребуется всего 3 месяца, прежде чем немцы смогут заглушить систему. Как выяснилось, с помехами не приходилось сталкиваться раньше, чем через пять месяцев после начала кампании, и прошло гораздо больше времени, прежде чем они стали серьезной проблемой.[9]

В сервис

Даже при ограниченном тестировании Gee оказалась простой в использовании и более чем достаточно точной для своих задач. 18 августа 1941 года бомбардировочное командование приказало начать производство Джи на заводе Dynatron и Коссор, при этом первые серийные наборы должны были появиться в мае 1942 года. Тем временем был размещен отдельный заказ на 300 наборов ручной работы, которые должны были быть доставлены 1 января 1942 года.[10] который позже был перенесен на февраль. Всего во время Второй мировой войны было изготовлено 60000 комплектов Gee, которые использовались ВВС Великобритании, USAAF, и Королевский флот.[11]

Первая оперативная миссия с использованием Джи состоялась в ночь с 8 на 9 марта 1942 года, когда атаковали около 200 самолетов. Эссен. Он был установлен на Веллингтон из № 115 эскадрилья из RAF Watton Капитан - пилот Джек Фостер, который позже сказал: «Цели были обнаружены и разбомблены как никогда раньше».[12] Крупп, основная цель, избежала бомбардировки, но бомбы попали в южные районы города. В общей сложности 33% самолетов достигли цели, что является огромным преимуществом по сравнению с предыдущими результатами.[13]

Первая полностью успешная атака под руководством Джи была проведена 13/14 марта 1942 г. Кёльн. Командирские экипажи успешно осветили цель осветительными и зажигательными средствами, и бомбардировка в целом была точной. Командование бомбардировщиков подсчитало, что эта атака была в пять раз эффективнее, чем предыдущий налет на город. Успех Gee привел к изменению политики, в результате которой было выбрано 60 немецких городов в пределах диапазона Gee для массовых бомбардировок с использованием 1600–1800 тонн бомб на город.[13]

Чтобы обеспечить покрытие всей Великобритании, три сети Gee были построены под руководством Эдвард Феннесси.[14] Первоначальная цепь начала непрерывную работу 22 июня 1942 года, за ней последовала цепь в Шотландии позже в том же году и юго-западная цепь в 1943 году. Даже после того, как немецкие усилия по устранению помех начали действовать, Джи оставалась полностью полезной в качестве системы навигации ближнего действия над Великобританией. . Лишь 1,2% самолетов, оснащенных Gee, не смогли вернуться на свою базу по сравнению с 3,5% самолетов без него.[15] Джи считалась настолько важной, что неработающий набор Джи мог заземлить самолет.[16]

Одним из примеров повседневного использования Джи бомбардировочным командованием в навигационных задачах было его использование (хотя и ограниченное) в Операция Chastise (широко известный как «Рейд разрушителей плотин») в мае 1943 года. В своих мемуарах Берег врага впереди,[17] Гай Гибсон, лидер рейда, вкратце упоминает своего навигатора, ф / о Терри Таерум, RCAF, используя то, что Гибсон называет "G Box" Taerum, для определения наземной скорости при очень низком ночном полете над Северным морем из Великобритании в Голландию по пути в Германию.

Обновления

Низкое фото легкой мобильной станции Джи, работающей в поле недалеко от Рурмонда, Голландия. Эти передовые станции обеспечивали более глубокое покрытие Германии, а также мощные сигналы для самолетов, возвращающихся на базы в Западной Европе.

Первые серьезные помехи были обнаружены в ночь с 4 на 5 августа 1942 года. Они усилились по мере приближения бомбардировщиков к цели в Эссене, и сигналы стали непригодными для использования на расстоянии 10–20 миль (16–32 км) от цели. Новообразованная южная цепь еще не была известна немцам и продолжала приносить пользу. 3/4 декабря в этой цепочке было исправлено Турин в Италии - на дальность 730 миль (1170 км). Это так и остался оперативным рекордом для Джи, уступив лишь ненормальному приему Гибралтар на дальности 1 000 миль (1 600 км).[16]

Уже были рассмотрены меры по противодействию помехам, и в результате Gee Mk. II. Это заменило оригинальный приемник новой моделью, в которой генераторы можно было легко снимать и менять местами, чтобы обеспечить диапазон рабочих частот. К ним относятся исходный диапазон 20–30 МГц, а также новые диапазоны 40–50, 50–70 и 70–90 МГц. Штурман мог заменять их в полете, обеспечивая прием от любой активной цепи. Ну и дела Mk. II вступил в строй в феврале 1943 года, когда он также был выбран США. 8-й ВВС.[18]

23 апреля 1942 года было дано добро на разработку мобильных станций для Джи в рамках подготовки к вторжению в Европу. Это не только расширит радиус действия системы на восток, но также позволит станциям перемещаться и внезапно появиться где-то еще, если помехи станут проблемой. Первая из трех возможных мобильных сетей была сформирована 22 ноября 1943 года. Она была введена в действие 1 мая 1944 года в г. Foggia в Италии и впервые был использован в оперативном режиме 24 мая. Другие подразделения были отправлены во Францию ​​вскоре после этого. День Д. Позднее мобильные части во Франции и Германии были заменены стационарными станциями, «тяжелыми».[19]

После окончания войны в Европе Великобритания планировала отправить Ланкастеров на японский театр военных действий в рамках Сила тигра и использовать Джи для пролета рейсов в Азию. Началась подготовка передатчиков Gee в Наблус (в Палестине) направляет полеты через Ближний Восток, но капитуляция Японии устранена необходимость в этой цепочке. Эти работы выполнялись MEDME, Каир, под руководством вице-маршала авиации Эйткена.

Немецкие бомбардировщики также использовали систему Gee для атак на Великобританию; захваченные приемники Джи предоставили электронику.[20]

Джи-Н

Основная статья: Джи-Н (навигация)

Позже, во время войны, бомбардировочное командование хотело развернуть новую систему навигации не для определения местоположения, а для обозначения единственной точки в воздухе. Это место будет использоваться для сброса бомб или указателей целей для ударов других бомбардировщиков. В Гобой система уже предусмотрела это; Гобой отправил сигнал запроса со станций в Великобритании, "отразил" их от трансиверы на самолете, и рассчитал разницу между двумя сигналами, используя оборудование, подобное Gee. Однако у гобоя было главное ограничение: он мог вести только один самолет за раз, и ему требовалось около 10 минут, чтобы направить один самолет к цели. Система, способная одновременно управлять большим количеством самолетов, стала бы значительным улучшением.

Результатом стала новая версия той же базовой концепции гобоя, но в обратном порядке, так что она приводилась в движение самолетом и отражалась от наземных трансиверов. Для этого потребуется оборудование на самолете, которое могло бы принимать и измерять разницу во времени между двумя сигналами. Повторное использование имеющегося оборудования Gee для этой цели было очевидным. Новый Джи-Н Система потребовала всего лишь одной модификации, добавления нового передатчика, который будет отправлять сигналы на отражение от наземных приемопередатчиков. Когда этот передатчик был выключен, система вернулась в нормальное состояние. Это позволило использовать его в режиме Gee-H во время атак, а затем в режиме Gee для навигации обратно на свои домашние аэродромы.

Послевоенное использование

Джи был настолько полезен, что поспешное развертывание во время войны было рационализировано как основа для постоянной и растущей навигационной системы. В результате получился набор из четырех сетей: Юго-Западная, Южная, Шотландская и Северная, которые имеют непрерывное покрытие на большей части Великобритании и до северо-востока Шотландии. К ним присоединились еще две сети во Франции и одна цепь в британской зоне оккупации на севере Германии.[21]

Технические детали

Единственная ветвь цепи Gee проходит вдоль «базовой линии» от станций A до B. В любой точке между этими станциями приемник будет измерять разницу во времени двух импульсов. Такая же задержка будет иметь место во многих других местах вдоль гиперболической кривой. Навигационная диаграмма, показывающая образец этих кривых, дает график, подобный этому изображению.

Основная концепция

Основная статья: гиперболическая навигация

Гиперболические навигационные системы можно разделить на два основных класса: те, которые вычисляют разницу во времени между двумя радиоимпульсами, и те, которые сравнивают разность фаз между двумя непрерывными сигналами. Здесь рассматривается только импульсный метод.

Рассмотрим два радиопередатчика, расположенные на расстоянии 300 км друг от друга, а значит, радиосигнал от одного займет 1миллисекунда чтобы добраться до другого. Одна из этих станций оборудована электронными часами, которые периодически посылают сигнал запуска. Когда сигнал отправлен, эта станция, «A», отправляет его передачу. Через миллисекунду этот сигнал приходит на вторую станцию ​​"B". Эта станция оснащена приемником, и когда она видит сигнал от A, она включает свой собственный передатчик. Это гарантирует, что станции будут посылать сигналы с интервалом в 1 мс, при этом второй станции не потребуется собственный точный таймер. На практике фиксированное время добавляется для учета задержек в электронике.[6]

Приемник, прослушивающий эти сигналы и отображающий их на осциллографе, видит серию мигающих сигналов на дисплее. Измеряя расстояние между ними, можно вычислить задержку между двумя сигналами. Например, приемник может измерить расстояние между двумя метками, чтобы представить задержку 0,5 мс. Это означает, что разница Расстояние до двух станций 150 км. В этом случае существует бесконечное количество мест, где можно было бы измерить эту задержку - 75 км от одной станции и 225 от другой, или 150 км от одной и 300 от другой и так далее.[6]

При нанесении на диаграмму совокупность возможных местоположений для любой заданной разницы во времени образует гиперболическую кривую. Набор кривых для всех возможных измеренных задержек образует набор изогнутых излучающих линий с центром на линии между двумя станциями, известной как «базовая линия».[6] Для определения местоположения приемник выполняет два измерения на двух разных станциях. Пересечение двух наборов кривых обычно приводит к двум возможным местоположениям на равном расстоянии по обе стороны от средней точки базовой линии. Используя другую форму навигации, счисление например, можно исключить одно из этих возможных положений, тем самым обеспечивая точное исправление.[1]

Вместо использования двух отдельных пар станций, систему можно упростить, имея один главный и два вторичных, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, так что их шаблоны перекрываются. Набор таких станций известен как «цепочка».[1]

Джи цепи

В цепях Gee используется схема с одним главным и (обычно) тремя подчиненными. Сигналы от ведущего и любого из двух ведомых устройств будут активны в любое время, а третья станция и станция мониторинга цепи обеспечивают резервное копирование и измерения качества сигнала. Передатчики имели выходную мощность около 300кВт и работал в четырех диапазонах частот от 20 до 85МГц.[6]

Сигнал Джи для любой данной цепочки состоял из серии импульсов радиосигнала с примерно инвертированной параболой. конверт длительностью около 6 микросекунд.[22] Мастер отправил одиночный импульс, обозначенный как «A», за которым через 2 мс последовал двойной импульс «D». Они использовались для определения начала и конца цикла вещания. Первая ведомая станция отправила одиночный импульс через 1 мс после одиночного импульса ведущего, обозначенный «B», а вторая ведомая станция отправила одиночный импульс через 1 мс после двойного импульса ведущего, обозначенный «C».[6] Вся последовательность повторяется в цикле 4 мс с шаблоном «ABD ... ACD ... ABD ...»[c]

Запуск импульсов A был синхронизирован с частотой 150 кГц стабильным гетеродином на главной станции,[23] но время иногда меняли намеренно. Время для десяти циклов этого колебания 150 кГц, 66,66 мкс, было названо единицей Gee и соответствовало разнице дальности в 12,4 мили (20,0 км).[23]

В Gee все сигналы в данной цепочке отправлялись на одной и той же частоте, и не было никаких попыток изменить шаблон отдельных огибающих от ведомых устройств, чтобы позволить идентификацию. Это означало, что обычно можно было спутать «ABD» с «ACD», поскольку они выглядели бы одинаково на экране. Для решения этих проблем мастер-станция периодически отправляла третий импульс, «основной» или «призрачный А». Они добавлялись в сигнал только в цикле «ACD», что позволяло оператору визуально идентифицировать части B и C цикла.[24]

Расшифровка сигналов

На борту самолета принимались сигналы с трех станций и отправлялись на Тип отображать. Для запуска развертки дисплея использовался гетеродин гораздо меньшей сложности, чем на главной станции. При первой активации маловероятно, что синхронизация будет точно такой же, как у главной станции, поэтому оператор будет видеть повторяющийся узор из быстрых всплесков, быстро перемещающихся по экрану. Ручка управления использовалась для настройки частоты гетеродина до тех пор, пока индикаторы на дисплее не перестали двигаться, что означало, что гетеродин и задающий генераторы теперь имели одинаковую синхронизацию.[24]

Размах луча по дисплею изначально был установлен на 1/10 базовой частоты гетеродина, поэтому на дисплее будут видны примерно пять полных сигнальных цепочек. После того, как оператор настроил частоту так, чтобы изображение было заморожено, был включен переключатель, чтобы увеличить скорость луча в 10 раз. Это уменьшило количество отображаемых сигналов на дисплее до одного полного цикла A ... D продолжительностью 2 мс.[24]

На этом этапе использовалась задержка для перемещения всего паттерна влево или вправо до тех пор, пока сигнал А не оказался в левой части дисплея. Затем можно использовать точное управление синхронизацией для регулировки скорости временной развертки до тех пор, пока цикл точно не заполнит экран сигналом A слева и сигналом D справа.[24]

Дисплей Gee также включает в себя второй блок управления для создания второй линии в нижней части экрана. Это было настроено таким же образом, но на этот раз навигатор задерживал сигнал, так что сигнал AA 'был помещен в крайнее левое положение. После завершения начальной настройки в верхней строке отображается сигнал «ABD», а в нижней - «ACD». Это позволяло одновременно считывать данные о двух задержках по шкале и затем просматривать их на навигационной карте.[24]

Сигналы от разных цепочек были близко разнесены по частоте, достаточно близко, чтобы широкополосный приемник R1355 часто настраивался более чем на одну цепочку за раз. Для идентификации станции сигналы A 'отправлялись только периодически. После того, как дисплей был стабилизирован таким образом, чтобы последовательности импульсов появлялись в одном месте на экране, можно было видеть, как импульсы A 'мигают и гаснут с заданным шаблоном (таким образом, на дисплее появляется "двоение"). Это позволило оператору определить идентичность главного сигнала и, таким образом, выбрать цепочку, которую он хотел использовать, разместив связанный с ней сигнал «ABD» слева.[24]

Точность

На больших расстояниях гиперболические линии аппроксимируют прямые линии, исходящие из центра базовой линии. Когда рассматриваются два таких сигнала из одной цепи, результирующий рисунок линий становится все более параллельным, поскольку базовое расстояние становится меньше по сравнению с диапазоном. Таким образом, на коротких расстояниях линии пересекаются под углами, близкими к 90 градусам, и этот угол постепенно уменьшается с увеличением дальности. Поскольку точность определения местоположения зависит от угла пересечения, все гиперболические навигационные системы становятся все более неточными с увеличением дальности.[25]

При изучении сигнала на расширенном дисплее время было основано 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 от калибровочной отметки или 0,124 мили (200 м). Это основная точность системы Джи, по крайней мере, на более коротких дистанциях и в местах около центра базовых линий, где гиперболические линии были близки к перпендикулярным. На практике точность зависела от расстояния от передатчиков, примерно равного квадрату расстояния.[26] Сообщалось, что на малых дистанциях точность составляет 165 ярдов (151 м), а на больших расстояниях над Германией - около 1 мили (1,6 км).[24]

Оборудование

Бортовой самолет Gee Mk. Система II состояла из двух частей: радиоприемника R1355 и осциллографа Indicator Unit Type 62 (или 62A). Эти два кабеля были соединены вместе двумя толстыми кабелями, один из которых передавал видеосигнал, а второй подавал питание на индикатор. Источник питания был встроен в приемник для экономии места на стороне дисплея.[27] Также была произведена «тропическая» версия системы с приемником R3645 и индикаторным блоком типа 299, которые переместили источник питания более позднего в блок дисплея.

R1355 был разработан таким образом, чтобы можно было легко менять радиочастотный блок (RFU) в полете. Это позволяло навигатору выбирать разные цепи Gee, операция переключения занимала всего минуту или около того. Смена RFU также может использоваться, чтобы избежать помех, поскольку немцы не будут знать, какие цепи активно используются.

Ну и дела, использование

В случае с Gee-H использование системы было изменено незначительно. Вместо того, чтобы синхронизировать развертку с помощью гетеродина в блоке дисплея, сигнал запуска отправлялся от встроенного таймера. Сигнал также усиливался и отправлялся для опроса удаленных наземных станций, ответные сигналы которых принимались существующим приемником Gee. Теоретически это можно использовать для расчета исправления точно так же, как и в случае с Gee, с использованием других диаграмм. Однако навигация к цели с использованием такой системы была бы сложной; необходимо было внести несколько исправлений с течением времени, а затем усреднить, чтобы вычислить скорость и направление движения.

Вместо этого Gee-H использовалась аналогично более ранней системе гобоя. Навигатор сначала выбирает станцию ​​в качестве «кошачьего» сигнала, используя ее в качестве главного навигационного маяка. Было измерено расстояние от кошачьей станции до цели, а затем рассчитана задержка сигнала, которая будет видна на этом расстоянии. Таймер в устройстве был настроен на эту задержку, создавая на дисплее отдельную А-образную вспышку в этой фиксированной точке. Полученный импульс от станции "кошка" также будет отображаться на той же кривой. Инструктируя пилота повернуть налево или направо, штурман будет направлять бомбардировщик до тех пор, пока два следа не будут точно перекрываться, что означает, что бомбардировщик летел на точное расстояние от станции. Затем пилот будет управлять самолетом по дуге окружности, которая будет перемещать его над точкой прицеливания, с периодическими корректировками со стороны навигатора по мере необходимости для выравнивания двух точек. Сигнал, полученный от второй станции, «мышь», также был настроен для отображения на нижней трассе, но в этом случае расстояние будет продолжать изменяться по мере того, как самолет летит по дуге станции «кошка». Когда этот сигнал перекрывал заранее установленный диапазон от «мыши», полезная нагрузка сбрасывалась.

Использование этого метода работы значительно снизило нагрузку на навигатора. На протяжении большей части миссии ему просто приходилось выровнять отметки на верхнем графике на дисплее, а затем периодически наблюдать за нижними отметками для определения времени. Кроме того, из-за того, что измерения всегда производились по прямым линиям от станции, а не по гиперболическим кривым, точность снижалась линейно, а не пропорционально квадрату расстояния. Gee-H может навести бомбардировщик на расстояние до 120 ярдов над Германией, что значительно лучше точности Gee примерно в 1 милю на том же расстоянии.

Преимущества и недостатки

В отличие от немецкого балочные системы там, где бомбардировщики летели к своим целям по лучу, импульсы испускались во всех направлениях, поэтому в случае обнаружения они не смогли бы выявить места назначения бомбардировщиков.[1] Поскольку система была пассивной, в отличие от H2S, не было никаких ответных сигналов, которые могли бы выдать позиции бомбардировщиков ночные истребители. Кроме того, это означало, что все самолеты могли использовать систему одновременно.

Джи был очень восприимчив к помехам; все, что нужно было сделать немцам, - это излучать ложные импульсы, из-за которых невозможно было определить, какой из станций был настоящим сигналом, а какой транслировался с глушителя. Это можно легко организовать, разместив другую подчиненную станцию ​​во Франции или Нидерландах и изменив ее задержку и силу сигнала, чтобы ее сигналы выглядели похожими на сигналы одной из станций в Великобритании. Это работало только над Германией; когда самолет пролетает над Великобританией, сигнал будет слишком слабым. Используя обычные радиоприемники и рамочные антенны для пеленгации, радисты могли определить, какой из сигналов был ложным. Даже если он застрял над вражеской территорией, Джи имел чрезвычайно полезное преимущество, так как обеспечивало надежную навигационную привязку после того, как самолет, направлявшийся домой, пролетел над Северным морем по возвращении с боевых действий, облегчая возвращающимся бомбардировщикам поиск своих аэродромов с последующим сокращением потерь из-за несчастные случаи.

Станции

Цепи времен Второй мировой войны

Каждая цепочка имела кодовое слово, в котором использовались названия американских штатов, что предполагало использование американских самолетов.[28]

Примечание. AMES - это сокращение от Экспериментальная станция Министерства авиации.

Восточная цепь

На протяжении большей части 1941 года в нескольких местах проводились испытания, включая определение времени и мощности сигнала, с 4 передающими станциями в Давентри (главный), Вентнор, Стенигот и Кли-Хилл (подчиненные), а также станцией мониторинга в Грейт-Бромли, работающей как экспериментальная сеть с июля.

Восточная цепь была введена в эксплуатацию (в отличие от проведения испытаний) с марта 1942 г. и использовалась в крупных и беспрецедентно успешных налетах «Бомбардировщика» Харриса на Любек и Кёльн той весной его штаб-квартира и станция наблюдения, первоначально в Великий Бромлей, перешел к Barkway в том ноябре. Командир крыла Филлипс, которому помогал командир эскадрильи Аллерстон и научный сотрудник Эдвард Феннесси, тогда отвечал за (AVIA 7/1251, AIR 29/147 и другие файлы национальных архивов; карты министерства авиации участков Gt Bromley и Barkway в музее Королевских ВВС; JP Foynes "AMES 24: Пилоны в Грейт-Бромли"). Полностью готов к эксплуатации 22 июня 1942 г.

Вирджиния:[28] 48,75 МГц[28]

Южная цепь[28]

Вирджиния: 48,75 МГц. Восточная и Южная (Вирджиния) сети не могли работать одновременно.

Каролина: 44,90 МГц. Используется прибрежным командованием и объединенными операциями.[28]

Одинаковые сайты Master и Slave.

Юго-Восточная цепь[28]

Каролина: 44,90 МГц. Используется комбинированными операциями.

  • Мастер, Трули Хилл
  • Canewdon

Северная цепь

Сеть Northern Gee работала с конца 1942 года по март 1946 года.

Юго-Западная Сеть

После войны Ворт Матраверс использовался как тренировочная база для операторов Джи.

  • C Невольничий Брест. AMES 101 (легкий Type 100) со 2 декабря 1944 г.[28]

Северо-Восточная цепь[28]

Действует 18 апреля 1944 г.

  • Master Station, Ричмонд, Йоркшир AMES 7711
  • B Slave Station, Хай-Уиттл, Нортумберленд, AMES 7721
  • C Slave Station, Stenigot AMES 7722. Переведен на Nettleton (ранее известный как Caistor) из-за плохого покрытия Stenigot.

Западная сеть[28]

Западная сеть была запланирована, но отменена.

Северо-Западная сеть[28]

В 1945 г. проработал около полугода.

Планируется:

  • Мастерская, Mull AMES 7411 (местонахождение неизвестно)
  • Станция B для рабов, залив Салиго, AMES 7421
  • C Slave Station, Barra AMES 7422 (местонахождение неизвестно)
  • D Slave Station, Даун-Хилл (Северная Ирландия) AMES 7423

Оперативный:

  • Главный вокзал, залив Салиго
  • B Slave Station, Даун-Хилл (Северная Ирландия)
  • C Slave Station, Килкеннет, Тири

Другие[28]

Была еще одна сеть Indiana, использующая 46,79 МГц, но к 1943 году она не использовалась.

Была выделена аварийная частота (XF) 50,5 МГц, кодовое слово Zanesville.

Почтовые сети D-Day в Европе

Цепочка каналов

  • Мастер Великобритания
  • Раб Великобритания
  • C Раб Анневиль-ан-Сэр, Шербур. Действует 23 августа 1944 г. AMES 7921

Сеть Реймс[28]

В рабочем состоянии 5 октября 1944 г. 83,5 МГц

  • Мастер Реймс AMES 7912 стал AMES 7913
  • B Slave La Capelle AMES 7925 стал AMES 105
  • C Slave Ligny AMES 7926 стал AMES 128
  • D Подчиненный Estissac AMES 7924 стал AMES 124
  • Монитор Mourmelon AMES 7931

Сеть Лувен / Рур[28]

Был введен в эксплуатацию 9 октября 1944 года, заменен тяжелой мобильной техникой 23 октября 1944 года и стал Рурской цепью.

80,5 МГц (?)

  • Мастер Лувен AMES 107 будет заменен AMES 7911
  • B Slave Эйндховен AMES 105 будет заменен AMES 7923
  • C Slave Laroche AMES 106 будет заменен AMES 7922
  • D Подчиненный аксель AMES 108 будет заменен на AMES 7921

Саарская сеть[28]

Вступил в строй 21 марта 1945 г. с использованием легких единиц Тип 100. Заменены тяжелыми юнитами из Реймской цепи. 50,5 МГц

  • Мастер Святого Авольда AMES 108 стал AMES 7912 с AMES 108 в качестве резервного
  • B Slave Diekirch AMES 106 стал AMES 7925 с AMES 106 в качестве резервного
  • C Slave Saverne AMES 104 стал AMES 7225 с AMES 104 в качестве резервного
  • D Slave Gondercourt

Сеть Мец / Мюнстер[28]

  • Мастер коммерции AMES 108
  • B Рабыня Arlon AMES 106
  • C Раб Ремиремонт AMES 104

Франкфуртская сеть[28]

  • Мастер Рурмонд AMES 7932 позже AMES 7911
  • B Раб Неймеген AMES 120 позже AMES 7923
  • C Slave Euskirchen AMES 102 позже AMES 7922 (AMES 102 был первым подразделением 72-го крыла, развернутым в Германии)
  • D Раб Лувен AMES 129 позже AMES 7921

Инсбрук / Нюрнбергская сеть[28]

Планировалось, но решил, что больше не нужно, хотя решил продолжить как часть послевоенной организации Джи. Действует 26 апреля 1945 г.

Кассель / Центрально-германская сеть[28]

  • Мастер Винтерберг AMES 7932
  • B Slave Оснабрюк AMES 120
  • С раб гота амес 102
  • D раб Бад Хомберг AMES 131

Мюнхенская сеть[28]

Предложил:

  • Мастер Бад Хомберг AMES 108
  • B Рабыня Fulda AMES 106
  • C Рабыня Нойштадт AMES 104
  • D Раб Кемпенич AMES 127

Развернут как:

  • Мастер Хессельбург AMES 7912
  • B Раб Zinzenzell AMES 7925
  • C Рабыня Munsingen AMES 7926
  • D Рабыня Fulda AMES 7921

Цепи после Второй мировой войны

После Второй мировой войны система Gee использовалась в качестве средства навигации для гражданской авиации, хотя в основном с новых мест.

Английские цепи

После Второй мировой войны Королевские ВВС переместили две из трех цепей Джи времен войны в Англии. Восточная и Юго-Западная сети (по четыре станции) и Южная из трех станций. Южная сеть превратилась в сеть с четырьмя станциями в Лондоне, а Восточная сеть превратилась в сеть Midland. Это было запланировано на 1948 год.[31]

Северная цепь

Это продолжалось после Второй мировой войны с использованием существующих участков, двух на северном побережье Шотландии, одного к северу от Абердина и одного в Шетландские острова.[31]

Шотландская сеть

Открыт примерно в 1948 году и закрыт в начале 1969 года.[32]

Мастерская станция: Lowther Hill

Подчиненные станции:

Прочие цепи

Сеть станций Gee была открыта после войны в Северной Германии. Станции были на Винтерберг, Бад-Ибург, Нордхорн и Учте.

В период 1955–1959 годов было несколько станций, которые казались скорее обманом, чем действующими. Их было 550 СУ на Форт Спайкербур вне Purmerend, Голландия; 889 SU в Eckernförde в Северной Германии; и 330 SU вне Ингольштадт в Баварии, Германия. Эти станции редко, если вообще когда-либо, работали в конце 1950-х годов. 330Su представлял собой объединение 3 блоков 330. 259 и 953 сигнальных блоков и непрерывно работал в Ингольштадте с мая 1958 по сентябрь 1961 года. Остальные 2 блока, образующие эту цепочку, находились в Оберкирхен и Шлезвиг. У всех троих были особые достопримечательности: Ингольштадт имел доступ к основной армии США. PX в Мюнхен. Оберкирхен был близок к НААФИ Центр зимних видов спорта и Шлезвиг находились на дюнах у зоны для купания обнаженных.

Примечания

  1. ^ В разных источниках это название записано как GEE или Gee. Название якобы происходит от "Grid". «Джи» используется в публикациях Диппи. См. Dippy 1946. Министерство авиации иногда называло его «Джи-7000». или же Джи-7000, видеть "Обзор радара, часть II" Министерство авиации, июнь 1946 г.
  2. ^ Хотя это не упоминается в доступных источниках, может потребоваться какой-то метод различения двух сигналов. Решение, используемое в Gee, периодически включающее и выключающее один из них, чтобы заставить его колебаться на дисплее, также будет работать здесь.
  3. ^ Хей и Бланшар расходятся в описании импульсных цепочек. Бланшар описывает сигнал ABD, описанный в этой статье. Хэй предполагает, что сигнала D не было, а шаблон был «AB ... AA'C ... AB ...». Браун предполагает, что двойной импульс был отправлен с третьей станции в цепочке, хотя как он будет оставаться синхронизированным с ведущим, не объяснено. Это может быть связано с оперативными изменениями во время войны.

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k Бланшар 1991, п. 297.
  2. ^ Джонс, Ф. (1946). «Гобой: высокоточная наземная система бомбометания вслепую». Журнал Института инженеров-электриков - Часть IIIA: Радиолокация. 93 (2): 496–511. Дои:10.1049 / ji-3a-1.1946.0133.
  3. ^ Джонс 1978 С. 172–178.
  4. ^ а б c d Кэмпбелл 2000, п. 5.
  5. ^ а б c d Коричневый 1999, п. 288.
  6. ^ а б c d е ж грамм Бланшар 1991, п. 298.
  7. ^ Джонс 1978, п. 218.
  8. ^ Джонс 1978 С. 219–221.
  9. ^ Джонс 1978, п. 221.
  10. ^ Кэмпбелл 2000, п. 6.
  11. ^ Cossor Реклама, Международный рейс, 1 августа 1946 г., Рекламные объявления 11]
  12. ^ "Замыкание цепи Джи", Международный рейс, 26 марта 1970 г., стр. 536
  13. ^ а б Генри Блэк, «Краткая история аэронавигации 'GEE'», 2001
  14. ^ "Сэр Эдвард Феннесси", Телеграф, 15 декабря 2009 г.
  15. ^ Кэмпбелл 2000, п. 7.
  16. ^ а б Кэмпбелл 2000, п. 8.
  17. ^ Гай Гибсон, Берег врага впереди, Майкл Джозеф, 1946 г.
  18. ^ Кэмпбелл 2000, п. 9.
  19. ^ Кэмпбелл 2000 С. 10–11.
  20. ^ Джонс 1978, п. 397.
  21. ^ Бланшар 1991, См. Карту, стр. 301 ..
  22. ^ Диппи 1946, п. 344.
  23. ^ а б Хей 1960, п. 244.
  24. ^ а б c d е ж грамм Бланшар 1991, п. 299.
  25. ^ Хей 1960, п. 245.
  26. ^ Хей 1960, п. 246.
  27. ^ Бланшар 1991, п. 300.
  28. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s Сигналы RAF 1939–1945
  29. ^ Фотографии: (Коул 1998, Коул 1998b )
  30. ^ "Дорсет Авиэйшн прошлое и настоящее" (PDF). Королевское авиационное общество, Кристчерчский филиал. 2016. с. 27. Получено 7 апреля 2018.
  31. ^ а б "Шотландская сеть GEE", Международный рейс, 10 октября 1947 г., стр. 450
  32. ^ "Замыкание цепи Джи". Международный рейс: 104.17 июля 1969.

Библиография

дальнейшее чтение

внешняя ссылка