El sistema de radionavegación Lorenz era un sistema de radionavegación para aterrizaje a ciegas desarrollado por C. Lorenz AG en Berlín para aterrizajes en mal tiempo. [1] El primer sistema experimental se había instalado en 1932 en el Aeropuerto Central de Berlín-Tempelhof y se demostró en la Conferencia Internacional de Servicios Aéreos en enero de 1933. Se aceptaron mejoras adicionales del sistema durante las reuniones de noviembre de 1933 y septiembre de 1934. En 1937, además de en los aeropuertos alemanes, el sistema Lorenz se empleó en Europa, por ejemplo, Londres, París, Milán, Estocolmo, Varsovia, Viena y Zúrich, así como a nivel internacional en Japón y Rusia, con sistemas adicionales en preparación en Australia, Sudamérica y Sudáfrica. [1] La compañía Lorenz se refirió a él simplemente como Ultrakurzwellen-Landefunkfeuer , que en alemán significa "radiobaliza de aterrizaje de onda ultracorta", o LFF . En el Reino Unido se 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 usarlo. También se adaptó a versiones con haces mucho más estrechos y de mayor alcance que se utilizaron para guiar a los bombarderos en misiones sobre Gran Bretaña, bajo el nombre de Knickebein y X-Gerät .
La navegación por haz proporciona una única 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 condujo a una versión rotatoria del mismo sistema para la navegación aérea conocida como Elektra , que permitía la determinación de un "punto de referencia" a través del tiempo. Un desarrollo posterior 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 los aviones y submarinos tomar puntos de referencia lejos en el Atlántico. Los británicos capturaron receptores y mapas de Sonne y comenzaron a usarlos para su propia navegación bajo el nombre de Consol .
El sistema comenzó a ser reemplazado poco después de la guerra por sistemas de aterrizaje instrumental modernos , que proporcionan tanto posicionamiento horizontal como LFF, así como posicionamiento vertical y marcadores de distancia. Algunos sistemas LFF siguieron en uso, y el más longevo en la RAF Ternhill no dejó de funcionar hasta 1960.
El sistema de navegación de aproximación a ciegas fue desarrollado a partir de 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 es parte de ITT .
Lorenz utilizó un único transmisor de radio a 33,3 MHz ( en alemán : Anflugfunkfeuer , lit. 'radiobaliza de aproximación') y tres antenas colocadas en una línea paralela al final de la pista . La antena central siempre estaba alimentada, mientras que las otras dos estaban cortocircuitadas por un interruptor giratorio mecánico activado por un motor simple. Esto dio como resultado un patrón de transmisión con forma de "riñón" centrado en una de las dos antenas "laterales" dependiendo de qué antena había sido cortocircuitada. Los contactos del interruptor se ajustaron de modo que una antena estuviera cortocircuitada durante el tiempo necesario para que un operador de código Morse la considerara un "punto" y la otra como una "raya". La señal podía detectarse a cierta distancia del final de la pista, hasta 30 km. El Lorenz obtuvo un haz más nítido que el que podría crearse con un conjunto de antenas al tener dos lóbulos de señal. [5]
Un piloto que se acercaba a la pista sintonizaba su radio en la frecuencia de transmisión y escuchaba 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 a la derecha para alinearse con la pista. Si estaba a la derecha, oía una serie de rayas en su lugar (el sector de rayas ) y giraba a la izquierda. La clave para el funcionamiento del sistema era un área en el medio donde se superponían las dos señales. Los puntos de una señal "rellenaban" las rayas de la otra, lo que daba como resultado un tono constante conocido como la señal equidistante . Al ajustar su trayectoria hasta que escuchaba la señal equidistante, el piloto podía alinear su avión con la pista para aterrizar.
También se utilizaron dos pequeñas balizas : una a 300 m del final de la pista, la HEZ ( en alemán : Haupteinflugzeichen , lit. 'señal de aproximación principal'), y otra a 3 km de distancia, la VEZ ( en alemán : Voreinflugzeichen , lit. 'señal de preaproximación'), ambas transmitidas en 38 MHz y moduladas a 1700 y 700 Hz, respectivamente. Estas señales se transmitían directamente hacia arriba y se oían brevemente mientras el avión volaba sobre ellas. Para aproximarse a la pista, el piloto volaba a una altitud publicada y luego usaba las señales direccionales principales para alinearse con la pista y comenzaba a volar hacia ella. Cuando volaba sobre la , comenzaba a descender en una senda de planeo estándar , continuando para aterrizar o abortar 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 le decía al piloto en qué dirección girar. El indicador también incluía dos lámparas de neón para indicar cuándo el avión cruzaba sobre cada una de las balizas marcadoras. 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 de Lorenz era similar al sistema Diamond-Dunmore , desarrollado por la Oficina de Normas de Estados Unidos a principios de la década de 1930. [6]
En la Segunda Guerra Mundial, el principio del haz de Lorenz fue utilizado por la Luftwaffe alemana como base de una serie de ayudas para bombardeos a ciegas, en particular el Knickebein ('pata torcida') y el X-Gerät ('Aparato X'), en su ofensiva de bombardeo contra ciudades inglesas durante el invierno de 1940/41. El Knickebein era muy similar al LFF, modificándolo solo ligeramente para que fuera más direccional y funcionara a distancias mucho mayores. 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 haces transversales de las mismas características pero en frecuencias diferentes, que permitían al piloto calcular su velocidad (a partir del tiempo transcurrido entre el cruce de la señal transversal delantera y el cruce de la señal transversal principal) e indicar cuándo debía soltar su carga. El cálculo lo realizaba un ordenador mecánico. 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, pero el X-Gerät no fue bloqueado con éxito durante bastante tiempo. Una innovación posterior de los alemanes fue la modificación Baedeker o Taub, que utilizaba modulación supersónica. Esta fue bloqueada tan rápidamente que los alemanes prácticamente abandonaron el uso de sistemas de bombardeo de rayos, con la excepción del FuGe 25A, que funcionó durante un corto tiempo hacia el final de la Operación Steinbock , conocida como "Baby Blitz".
Otro inconveniente operativo del sistema era que los bombarderos tenían que seguir un curso fijo entre la estación transmisora del haz y el objetivo; una vez detectado el haz, las medidas defensivas se hacían más efectivas gracias al conocimiento del curso. [7]
"Sonne" (en inglés, "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. Después de que los británicos descubrieran su existencia, bajo la dirección de RV Jones se permitió que continuara en uso, sin interferencias, porque se consideró que en realidad era más útil para el Mando Costero de la RAF que para los alemanes. En uso británico, el sistema alemán se llamó "Consol" y permaneció sin interferencias 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 el nombre inglés Consol. Se instalaron transmisores en los EE. UU., el Reino Unido y la URSS.
La razón por la que era necesario el principio del haz de Lorenz, con sus haces superpuestos, era que la nitidez de un haz aumenta aproximadamente de forma logarítmica con la longitud del conjunto de antenas con el que se genera. Se aplica una ley de rendimientos decrecientes , de modo que para alcanzar la nitidez lograda por el sistema de Lorenz con un solo haz (de aproximadamente 1 milla de ancho en un alcance de 200 millas), se necesitaría un conjunto de un tamaño prohibitivo.