El haz de Lorenz era un sistema de navegación por radio para aterrizaje ciego desarrollado por C. Lorenz AG en Berlín . El primer sistema se instaló en 1932 en el aeropuerto central de Berlín-Tempelhof , seguido por el de Dübendorf en Suiza (1934) y otros en todo el mundo. [1] La compañía Lorenz se refirió a ella simplemente como Ultrakurzwellen-Landefunkfeuer , que en alemán significa "radiobaliza de aterrizaje de onda ultracorta", o LFF . En el Reino Unido se lo conocía como Standard Beam Approach (SBA). [2]
Antes del inicio de la Segunda Guerra Mundial, los alemanes desplegaron el sistema en muchos aeródromos de la Luftwaffe dentro y fuera de Alemania y equiparon a la mayoría de sus bombarderos con el equipo de radio necesario para utilizarlo. También se adaptó en versiones con haces mucho más estrechos y de mayor alcance que se utilizaban para guiar a los bombarderos en misiones sobre Gran Bretaña, bajo el nombre de Knickebein y X-Gerät .
La navegación por haz proporciona una sola línea en el espacio, lo que la hace útil para el aterrizaje o la navegación en ruta, pero no como un sistema de navegación de propósito general que permite al receptor determinar su ubicación. Esto dio lugar a una versión rotativa del mismo sistema para navegación aérea conocida como Elektra , que permitía determinar un "arreglo" mediante el tiempo. Un mayor desarrollo produjo un sistema que funcionaba en distancias muy largas, cientos o miles de kilómetros, conocido como Sonne (o, a menudo, Elektra-Sonnen ), que permitía a aviones y submarinos tomar distancias muy adentro del Atlántico. Los británicos capturaron los receptores y mapas de Sonne y comenzaron a utilizarlos para su propia navegación bajo el nombre de Consol .
El sistema comenzó a ser reemplazado poco después de la guerra por modernos sistemas de aterrizaje por instrumentos , que proporcionan tanto posicionamiento horizontal como LFF como posicionamiento vertical y marcadores de distancia. Algunos sistemas LFF permanecieron en uso, y el más antiguo en RAF Ternhill no quedó fuera de servicio hasta 1960.
El sistema de navegación de aproximación ciega fue desarrollado en 1932 por el Dr. Ernst Kramar de la empresa Lorenz. [3] Fue adoptado por Deutsche Lufthansa en 1934 y vendido en todo el mundo. [4] La empresa Lorenz fue fundada en 1880 por Carl Lorenz y ahora forma parte de ITT .
Lorenz utilizó un único transmisor de radio a 33,33 MHz (Anflugfunkfeuer) y tres antenas colocadas en línea paralela al final de la pista . La antena central siempre estuvo alimentada, mientras que las otras dos estaban en cortocircuito mediante un interruptor giratorio mecánico accionado por un simple motor. Esto resultó en un patrón de transmisión en forma de "riñón" centrado en una de las dos antenas "laterales", dependiendo de cuál antena había sido cortocircuitada. Los contactos del interruptor se configuraron de modo que una antena estuviera en cortocircuito durante el tiempo para que un operador morse la considerara un "Punto" y la otra como un "Dash". La señal podría detectarse a cierta distancia del final de la pista, hasta 30 km. El Lorenz obtuvo un haz más nítido que el que podría crear un conjunto aéreo al tener dos lóbulos de señal. [5]
Un piloto que se acercara a la pista sintonizaría su radio en la frecuencia de transmisión y escucharía la señal. Si escuchaba una serie de puntos, sabía que estaba fuera de la línea central de la pista hacia la izquierda (el sector de puntos ) y tenía que girar hacia la derecha para alinearse con la pista. Si estaba a la derecha, oiría una serie de guiones (el sector del guión ) y giraba a la izquierda. La clave para el funcionamiento del sistema era un área en el medio donde las dos señales se superponían. Los puntos de una señal "completaban" los guiones de la otra, lo que daba como resultado un tono constante conocido como equi-señal . Al ajustar su trayectoria hasta escuchar la equiseñal, el piloto podía alinear su avión con la pista para aterrizar.
También se utilizaron dos pequeñas balizas : una a 300 m del final de pista, la HEZ (Haupteinflugzeichen), y otra a 3 km, la VEZ (Voreinflugzeichen), ambas transmitidas en 38 MHz y moduladas a 1700 y 700 Hz, respectivamente. . Estas señales se transmitían directamente hacia arriba y se escuchaban brevemente mientras el avión volaba sobre ellas. Para acercarse a la pista, el piloto volaría a una altitud publicada y luego usaría las señales direccionales principales para alinearse con la pista y comenzar a volar hacia ella. Cuando sobrevolaba la , comenzaba a descender en una senda de planeo estándar , continuando aterrizando o abortando en la , dependiendo de si podía ver o no la pista.
Lorenz podía volar un avión en línea recta con una precisión relativamente alta, suficiente para que el avión pudiera encontrar la pista visualmente en todas las condiciones, excepto en las peores. Sin embargo, requería un monitoreo bastante constante de la radio por parte del piloto, quien a menudo también tenía la tarea de hablar con la torre de control local . Para aliviar la carga de trabajo, Lorenz introdujo más tarde un indicador de cabina que podía escuchar las señales y mostrar la dirección hacia la línea central de la pista como una flecha que indicaba al piloto en qué dirección girar. El indicador también incluía dos lámparas de neón para indicar cuando la aeronave cruzó cada una de las balizas. Los derivados posteriores del sistema tenían señales de igual longitud en el patrón izquierda-derecha-silencio, para operar un indicador visual en la cabina.
El sistema Lorenz era similar al sistema Diamond-Dunmore , desarrollado por la Oficina de Normas de Estados Unidos a principios de los años 1930. [6]
En la Segunda Guerra Mundial, la Luftwaffe alemana utilizó el principio del haz de Lorenz como base de una serie de ayudas para el bombardeo ciego, en particular el Knickebein ('pierna torcida') y el X-Gerät ('Aparato X'), en sus bombardeos. Ofensiva contra ciudades inglesas durante el invierno de 1940/41. Knickebein era muy similar a LFF, modificándolo solo ligeramente para que fuera más direccional y funcionara en distancias mucho más largas. El uso de las mismas frecuencias permitió a sus bombarderos utilizar los receptores LFF ya instalados, aunque se necesitaba un segundo receptor para localizar una única ubicación.
El X-Gerät utilizaba vigas transversales de las mismas características pero en diferentes frecuencias, lo que permitiría al piloto calcular su velocidad (a partir del tiempo entre cruzar la señal de cruce de proa y cruzar la señal de cruce principal), e indicar cuándo debe soltar su carga útil. El cálculo se realizó mediante una computadora mecánica. Lorenz modificó este sistema para crear el sistema de guía lateral Viktoria/Hawaii para el cohete V-2 .
Cuando los británicos descubrieron la existencia del sistema 'Knickebein', lo bloquearon rápidamente; sin embargo, el 'X-Gerät' no pudo bloquearse con éxito durante bastante tiempo. Una innovación posterior de los alemanes fue la modificación 'Baedeker' o 'Taub', que utilizaba modulación supersónica. Este se bloqueó tan rápidamente que los alemanes prácticamente renunciaron al uso de sistemas de bombardeo con rayos, con la excepción del 'FuGe 25A', que operó durante un breve período hacia el final de la Operación Steinbock , conocida como "Baby Blitz". .
Otro inconveniente operativo del sistema fue que los bombarderos tenían que seguir un rumbo fijo entre la estación transmisora del haz y el objetivo; una vez detectado el rayo, las medidas defensivas se hicieron más efectivas gracias al conocimiento del rumbo. [7]
'Sonne' (ing. 'Sun') era una derivación de Lorenz utilizada por la Luftwaffe para la navegación de largo alcance sobre el Atlántico utilizando transmisores en la Europa ocupada y otro en la España neutral, y después de que los británicos descubrieran su existencia. , bajo la dirección de RV Jones se le permitió continuar en uso, sin atascos, porque se consideró que en realidad era más útil para el Comando Costero de la RAF que para los alemanes. En el uso británico, el sistema alemán se denominó "Consol" y permaneció sin atascos durante el período de la guerra.
La versión de largo alcance desarrollada por los alemanes durante la guerra fue utilizada por muchos países con fines civiles después de la guerra, principalmente bajo su nombre inglés Consol. Se instalaron transmisores en Estados Unidos, Reino Unido y la URSS.
La razón por la que era necesario el principio del haz de Lorenz, con sus haces superpuestos, fue porque la nitidez de un haz aumenta aproximadamente logarítmicamente con la longitud del conjunto aéreo con el que se genera. Opera una ley de rendimientos decrecientes , de modo que para lograr la nitidez lograda por el sistema de Lorenz con un solo haz (aproximadamente 1 milla de ancho en un alcance de doscientas millas), se requeriría una matriz de tamaño prohibitivo.