La Batalla de las Vigas fue un período a principios de la Segunda Guerra Mundial en el que los bombarderos de la Fuerza Aérea alemana ( Luftwaffe ) utilizaron una serie de sistemas de navegación por radio cada vez más precisos para el bombardeo nocturno en el Reino Unido . La inteligencia científica británica del Ministerio del Aire contraatacó con una variedad de sus propios medios cada vez más efectivos, que incluían interferencias y señales engañosas . El período terminó cuando la Wehrmacht trasladó sus fuerzas al este en mayo de 1941, en preparación para el ataque a la Unión Soviética . [1]
La idea de la navegación por radio con haces se desarrolló durante la década de 1930, inicialmente como una ayuda para el aterrizaje a ciegas . El concepto básico es producir dos señales de radio direccionales que apuntan ligeramente a la izquierda y a la derecha de la línea media de una pista . Los operadores de radio en el avión escuchan estas señales y determinan en cuál de los dos haces están volando. Esto normalmente se logra enviando señales de código Morse a los dos haces, para identificar la derecha y la izquierda.
Para los bombardeos, la Luftwaffe construyó versiones enormes de las antenas para proporcionar una precisión mucho mayor a larga distancia, llamadas Knickebein y X-Gerät . Estas se utilizaron durante las primeras etapas de " The Blitz " con gran efecto, en un caso colocando una franja de bombas a lo largo de la línea central de una fábrica en el interior de Inglaterra. Alertados sobre el funcionamiento del sistema por la inteligencia militar de antes de la guerra , los británicos respondieron enviando sus propias señales en código Morse para que la tripulación del avión creyera que siempre estaban correctamente centrados en el haz mientras volaban fuera de curso. Los alemanes se convencieron de que los británicos habían aprendido de alguna manera a distorsionar las señales de radio.
Cuando el problema se generalizó, los alemanes introdujeron un nuevo sistema que funcionaba según principios diferentes, el Y-Gerät . Los británicos, que habían adivinado la naturaleza de este sistema a partir de una mención pasajera, ya habían desplegado contramedidas que lo inutilizaron casi inmediatamente después de su uso. Los alemanes finalmente abandonaron por completo el concepto de navegación por radio sobre el Reino Unido, concluyendo que los británicos continuarían interfiriendo con éxito.
Antes del inicio de la guerra el 1 de septiembre de 1939, Lufthansa y la industria aeronáutica alemana invirtieron mucho en el desarrollo de la aviación comercial y en sistemas y métodos que mejoraran la seguridad y la fiabilidad. Se dedicó un esfuerzo considerable a las ayudas para aterrizajes a ciegas que permitían a los aviones aproximarse a un aeropuerto de noche o en condiciones meteorológicas adversas. El principal sistema desarrollado para ello fue el sistema Lorenz , desarrollado por Johannes Plendl , que estaba en proceso de ser ampliamente implementado en grandes aviones civiles y militares. [2]
El sistema Lorenz funcionaba alimentando un sistema especial de antena de tres elementos con una señal de radio modulada . La señal se enviaba al dipolo central , que tenía un elemento reflector ligeramente más largo a cada lado ligeramente retrasado. Un interruptor alternaba rápidamente la conexión del punto medio abierto de cada reflector por turno, enviando el haz ligeramente a la izquierda y luego ligeramente a la derecha de la línea central de la pista. Los haces se ensanchaban a medida que se extendían desde las antenas, por lo que había un área directamente fuera de la aproximación a la pista donde las dos señales se superponían. El interruptor estaba sincronizado para que permaneciera más tiempo en el lado derecho de la antena que en el izquierdo.
Un avión que se aproxima al aeropuerto sintonizaría una de sus radios en la frecuencia de Lorenz. Si la tripulación estaba en el lado izquierdo de la línea central, escucharía una serie de tonos cortos seguidos de pausas largas, lo que significa que el avión estaba en el lado de los "puntos" de la antena. Al escuchar los "puntos", sabría que tenía que virar hacia la derecha para volar por la línea central. Si la tripulación estaba en el lado derecho de la línea central, escucharía una serie de tonos largos seguidos de pausas cortas, lo que significa que el avión estaba en el lado de las "rayas" de la antena. Al escuchar las "rayas", sabría que tenía que virar hacia la izquierda para volar por la línea central. En el centro, la radio recibiría ambas señales, donde los puntos rellenarían los espacios en blanco de las rayas y producirían una señal continua, la llamada "equiseñal". Volando en la dirección conocida de la pista y manteniendo la señal equiseñal en la radio, las tripulaciones equipadas con Lorenz podían guiar un avión en línea recta con un grado de precisión relativamente alto, tanto que los pilotos podían entonces encontrar la pista visualmente excepto en las peores condiciones.
A principios de la década de 1930, el concepto de una campaña estratégica de bombardeo nocturno comenzó a adquirir importancia en los círculos de la aviación militar. Esto se debió al rendimiento cada vez mayor de los bombarderos , que comenzaban a tener la capacidad de atacar toda Europa con cargas de bombas útiles. Estos aviones eran lentos y torpes, presa fácil de los interceptores , pero esta amenaza podía eliminarse esencialmente volando de noche. Un bombardero, pintado de negro, solo podía ser detectado a distancias muy cortas. A medida que aumentaban la altitud y la velocidad del bombardero, la amenaza de las defensas terrestres se reducía en gran medida. Los planificadores creían que " el bombardero siempre lograría pasar ".
El problema de los bombardeos nocturnos es que las mismas limitaciones en la visibilidad significaban que el equipo de bombardeo tendría dificultades para encontrar sus objetivos, especialmente un objetivo oculto por la noche. Sólo los objetivos más grandes, las ciudades, podían ser atacados con alguna probabilidad de éxito.
Para apoyar esta misión, la RAF invirtió mucho en entrenamiento de navegación, equipando sus aviones con varios dispositivos, incluyendo un astrodomo para tomar una posición estelar y dar al navegante espacio para hacer sus cálculos en un espacio de trabajo iluminado. Este sistema se puso en uso tan pronto como comenzó la guerra y al principio se consideró un éxito. En realidad, el primer intento de bombardeo fue un completo fracaso, ya que la mayoría de las bombas cayeron a millas de sus objetivos previstos. [3]
La Luftwaffe siguió investigando sobre la precisión del bombardeo nocturno contra objetivos más pequeños. Sin depender de la navegación astronómica, invirtió sus esfuerzos en sistemas de navegación por radio . La Luftwaffe se concentró en desarrollar un sistema de dirección de bombardeo basado en el concepto de Lorenz durante la década de 1930, ya que facilitaba la navegación nocturna simplemente escuchando las señales en un aparato de radio, y las radios necesarias ya se estaban instalando en muchos aviones.
Para su uso en bombardeo, las modificaciones del Lorenz fueron bastante menores. Se necesitaron antenas mucho más grandes para proporcionar la precisión requerida. Esto se logró utilizando antenas con muchos más elementos, pero mantuvo la simple conmutación de dos de los elementos reflectores para alterar las direcciones del haz de forma muy marginal. Los ángulos del haz se redujeron tan drásticamente que solo tenían unas pocas decenas de yardas de ancho sobre el objetivo. Fue la forma de las antenas lo que dio al sistema su nombre en código, Knickebein , que significa "pierna torcida", [4] [a] aunque la palabra también es el nombre de un cuervo mágico en la mitología germánica . [5] Para el alcance requerido, la potencia transmitida se incrementó considerablemente. Los receptores Knickebein se disfrazaron como un sistema receptor de aterrizaje a ciegas estándar, que aparentemente constaba de los receptores EBL-1 y EBL-2.
El haz de un único transmisor guiaría a los bombarderos hacia el objetivo, pero no podría decirles cuándo estaban sobre él. Para añadir esta función de medición de distancia, se instaló un segundo transmisor similar al primero de modo que su haz cruzara el haz de guía en el punto donde debían lanzarse las bombas. Las antenas podían rotarse para hacer que los haces de los dos transmisores cruzaran sobre el objetivo. Los bombarderos volarían hacia el haz de uno y lo seguirían hasta que comenzaran a escuchar los tonos del otro (en un segundo receptor). Cuando se escuchara el sonido constante de "en curso" del segundo haz, lanzarían sus bombas. [6]
El primero de estos nuevos transmisores Knickebein se instaló en 1939 en la colina Stollberg en Nordfriesland , cerca de la frontera con Dinamarca ; en Kleve (Cléveris) , cerca de la frontera holandesa, casi el punto más occidental de Alemania, y en Lörrach, cerca de la frontera con Francia y Suiza, en el suroeste de Alemania. [7] [8] Tras la caída de Francia en junio de 1940, se instalaron transmisores adicionales en la costa francesa. También se construyeron estaciones en Noruega y los Países Bajos. [9] [10]
El Knickebein se utilizó en las primeras etapas de la ofensiva de bombardeo nocturno alemán y demostró ser bastante eficaz, pero las tácticas para utilizar el sistema en un esfuerzo de bombardeo generalizado aún no estaban desarrolladas, por lo que gran parte de la primera ofensiva de bombardeo nocturno alemán se limitó a bombardeos de área.
Los esfuerzos de Gran Bretaña para bloquear el sistema Knickebein requirieron tiempo para implementarse. La inteligencia británica en el Ministerio del Aire, liderada por RV Jones , se enteró del sistema cuando el Royal Aircraft Establishment analizó el sistema Lorenz de un bombardero alemán derribado y observó que era mucho más sensible de lo requerido para una mera ayuda al aterrizaje. Las transcripciones grabadas en secreto de los pilotos alemanes prisioneros de guerra indicaron que esto podría haber sido una ayuda para apuntar bombas. [11] Winston Churchill también había recibido información Ultra de mensajes Enigma descifrados que mencionaban "rayos de bombardeo". [10]
Cuando Jones mencionó a Churchill la posibilidad de lanzar rayos de bombardeo, éste ordenó que se investigara más a fondo. Los británicos bautizaron el sistema con el nombre en código de "Heache". [12] Muchos miembros del Ministerio del Aire no creían que el sistema estuviera en uso. Frederick Lindemann , el principal asesor científico del gobierno, argumentó que un sistema de ese tipo no sería capaz de seguir la curvatura de la Tierra, aunque TS Eckersley, de la compañía Marconi, había dicho que sí podía. [13]
La afirmación de Eckersley quedó finalmente demostrada después de que Churchill ordenara un vuelo para intentar detectar los rayos. La RAF carecía de equipo capaz de detectar señales Lorenz de 30-33 MHz, por lo que compró un receptor de radioaficionado estadounidense Hallicrafters S-27 [14] en una tienda de Lisle Street, Londres. El receptor fue instalado en un Avro Anson y operado por un miembro del Servicio Y. El vuelo casi se canceló cuando Eckersley se retractó de su afirmación de que los rayos se doblarían alrededor de la Tierra. Jones salvó el vuelo señalando que el propio Churchill lo había ordenado y que se aseguraría de que el Primer Ministro supiera quién lo canceló. [13]
A la tripulación no se le dieron detalles, y simplemente se le ordenó buscar señales de radio alrededor de 30 MHz que tuvieran características de Lorenz y, si encontraban alguna, determinar su rumbo. El vuelo despegó y finalmente voló hacia el haz desde Kleve, en 31,5 MHz. [15] Posteriormente localizó el haz transversal de Stollberg (su origen era desconocido antes de este vuelo). El operador de radio y el navegante pudieron trazar la trayectoria de los haces y descubrieron que se cruzaban por encima de la fábrica de motores Rolls-Royce en Derby , en ese momento la única fábrica que producía el motor Merlin . Posteriormente se comprendió que el debate sobre si los haces se doblarían alrededor de la Tierra era completamente académico, ya que los transmisores estaban más o menos en la línea de visión de los bombarderos de gran altitud. [ cita requerida ]
Los escépticos británicos empezaron a considerar el sistema como una prueba de que los pilotos alemanes no eran tan buenos como los suyos, que creían que podían prescindir de tales sistemas. El Informe Butt demostró que esto era falso; el reconocimiento aéreo trajo fotografías de los bombardeos de la RAF, que mostraban que rara vez, o nunca, se acercaban a sus objetivos. [16]
Los esfuerzos para bloquear el dolor de cabeza de Knickebein recibieron el nombre en código de "Aspirina". Inicialmente, los equipos médicos de diatermia modificados transmitían interferencias. Más tarde, los transmisores de radio locales transmitían una "señal puntual" adicional a baja potencia en las noches en las que se esperaban ataques. [17] La práctica alemana de encender los rayos mucho antes de que los bombarderos alcanzaran el área objetivo ayudó a los esfuerzos británicos. Los Avro Anson equipados con receptores volaron por todo el país para encontrar la ubicación de los rayos para informar a las emisoras cercanas. [18]
La "señal de puntos" de baja potencia se transmitía inicialmente de forma básicamente aleatoria, de modo que los navegantes alemanes oían dos puntos. Esto significaba que había muchas áreas de señal equivalente y no había una manera fácil de distinguirlas, excepto comparándolas con una ubicación conocida. Los transmisores británicos fueron modificados posteriormente para enviar sus puntos al mismo tiempo que los transmisores alemanes, lo que hacía imposible distinguir cuál era cada señal. En este caso, los navegantes recibían la señal equivalente en un área amplia y la navegación a lo largo de la línea de bombardeo se volvía imposible, ya que el avión se desviaba hacia la "zona de puntos" y no había manera de corregirlo.
De esta forma, el haz de luz parecía "desviarse" del objetivo. Con el tiempo, los haces podían inclinarse en una cantidad controlada, lo que permitió a los británicos engañar a los alemanes para que lanzaran sus bombas donde ellos querían. Un efecto secundario fue que, como las tripulaciones alemanas habían sido entrenadas para navegar únicamente con los haces de luz, muchas tripulaciones no lograron encontrar ni la verdadera señal equivalente ni a Alemania de nuevo. [19] Algunos bombarderos de la Luftwaffe incluso aterrizaron en bases de la RAF, creyendo que estaban de vuelta en la base. [20]
Por muy bueno que fuera el Knickebein , nunca estuvo pensado para ser utilizado en misiones de largo alcance. Plendl había estado trabajando durante algún tiempo para producir una versión mucho más precisa del mismo concepto básico, que finalmente se entregó como X-Gerät (X-Apparatus). X-Gerät utilizaba una serie de haces para localizar el objetivo, cada uno de los cuales llevaba el nombre de un río. El haz principal, Weser , era similar en concepto al utilizado en el Knickebein , pero operaba a una frecuencia mucho más alta. [21] Debido a la naturaleza de la propagación de radio, esto permitió que sus dos haces apuntaran con mucha más precisión que el Knickebein desde una antena de tamaño similar; el área de equiseñal tenía solo unos 100 metros (91 m) de ancho a una distancia de 200 millas (320 km) de la antena. Los haces eran tan estrechos que los bombarderos no podían encontrarlos sin ayuda, por lo que se instaló una versión de haz ancho y baja potencia del Knickebein en la misma estación para que actuara como guía. La antena principal del Weser se instaló justo al oeste de Cherburgo , en Francia. [22]
La señal "cruzada" del X-Gerät utilizaba una serie de tres haces muy estrechos, el Rin , el Óder y el Elba . Se dirigían cuidadosamente para definir una trayectoria precisa de lanzamiento de la bomba. [23] Primero se determinaba un punto de lanzamiento de la bomba a lo largo del Weser , calculando el alcance o la distancia que recorrerían las bombas entre el lanzamiento y el impacto, y eligiendo un punto en ese rango como objetivo. El haz del Elba intersectaba al Weser 5 kilómetros (3,1 millas) antes del punto de lanzamiento. El haz del Óder intersectaba al Weser 10 kilómetros (6,2 millas) antes del punto de lanzamiento, o 5 kilómetros (3,1 millas) antes del Elba . El Rin no requería la misma precisión y estaba aproximadamente 30 kilómetros (18,6 millas) antes del punto de lanzamiento. El ancho de los haces añadía un pequeño error a las coordenadas de intersección, del orden de decenas a cientos de metros.
Mientras el bombardero seguía el rayo del Weser y alcanzaba el Rin , el operador de radio escuchó una breve señal y preparó su equipo. Este consistía en un cronómetro especial con dos manecillas. Cuando se recibía la señal del Oder , el reloj se ponía en marcha automáticamente y las dos manecillas se movían simultáneamente hacia arriba desde cero. Cuando se recibía la señal del Elba , una manecilla se detenía y la otra daba marcha atrás, volviendo a cero. La manecilla detenida indicaba una medición precisa del tiempo de viaje desde el Oder hasta el Elba . Dado que la distancia del Oder al Elba era igual a la distancia del Elba al punto de lanzamiento, un bombardero que volaba a velocidad constante llegaba al punto de lanzamiento cuando la manecilla en movimiento llegaba a cero, momento en el que las bombas se lanzaban automáticamente.
El X-Gerät operaba en una frecuencia mucho más alta que la del Knickebein (alrededor de 60 MHz) y, por lo tanto, requería el uso de nuevos equipos de radio. No había suficiente equipo para todos los bombarderos, por lo que se le encomendó a la unidad experimental Kampfgruppe 100 ( KGr 100) la tarea de utilizar su equipo X-Gerät para guiar a otros aviones hacia el objetivo. Para ello, los aviones KGr 100 atacarían primero como un pequeño grupo, lanzando bengalas que luego otros aviones verían y bombardearían visualmente. Este es el primer uso del concepto Pathfinder que la RAF mejoró con gran efecto contra los alemanes unos tres años más tarde.
El sistema fue probado por primera vez el 20 de diciembre de 1939, cuando un bombardero del KGr 100 pilotado por el Oberleutnant Hermann Schmidt sobrevoló Londres a 7.000 m (23.000 pies). [24]
El X-Gerät se utilizó con eficacia en una serie de ataques alemanes conocidos como Moonlight Sonata, contra Coventry , Wolverhampton y Birmingham . En el ataque a Birmingham solo se utilizó la KGr 100 y el análisis británico posterior al ataque mostró que la gran mayoría de las bombas lanzadas se colocaron a menos de 91 m de la línea media del haz Weser , esparcidas a lo largo de ella durante unos cientos de metros. Este era el tipo de precisión que incluso los bombardeos diurnos rara vez podían lograr. El ataque a Coventry con el apoyo total de otras unidades que lanzaron sus bengalas casi destruyó el centro de la ciudad. [25]
El X-Gerät resultó más difícil de detener que el Knickebein . Las defensas iniciales contra el sistema se desplegaron de manera similar a la del Knickebein en un intento de interrumpir el ataque a Coventry, pero resultaron ser un fracaso. Aunque Jones había adivinado correctamente la disposición del haz (y reconoce que era solo una suposición), la frecuencia de modulación se había medido incorrectamente como 1500 Hz, pero en realidad era de 2000 Hz. En ese momento se creía que esto no haría ninguna diferencia, ya que los tonos estaban lo suficientemente cerca como para que un operador tuviera dificultades para distinguirlos en un avión ruidoso. [26]
El misterio finalmente se reveló después de que un Heinkel He 111 equipado con X-Gerät se estrellara el 6 de noviembre de 1940 en la costa inglesa de West Bay , Bridport. [26] Aunque el avión se hundió durante la operación de recuperación, se recuperó el equipo X-Gerät empapado. [27] Al examinarlo, se supo que se estaba utilizando un nuevo instrumento que decodificaba automáticamente los puntos y rayas y movía un puntero en una pantalla en la cabina frente al piloto. Este dispositivo estaba equipado con un filtro muy agudo que era sensible solo a 2000 Hz, y no a las primeras contraseñales británicas de 1500 Hz. [28] Si bien los bloqueadores se modificaron en consecuencia, esto llegó demasiado tarde para el ataque a Coventry el 14 de noviembre; pero los bloqueadores modificados pudieron interrumpir con éxito un ataque a Birmingham el 19 de noviembre. [29]
El X-Gerät fue finalmente derrotado de otra manera, por medio de un "falso Elba " que fue configurado para cruzar el haz guía "Weser" a solo 1 kilómetro (0,6 millas) después del haz Oder , mucho antes de los 5 kilómetros (3,1 millas) esperados. Dado que las etapas finales del lanzamiento eran automáticas, el reloj se invertiría prematuramente y lanzaría las bombas a kilómetros del objetivo. Configurar este falso haz resultó muy difícil ya que los alemanes, aprendiendo de sus errores con Knickebein , no encendieron los haces del X-Gerät hasta lo más tarde posible, lo que hizo mucho más difícil organizar el "falso Elba " a tiempo. [30]
A medida que los británicos iban ganando terreno en la Batalla de las Vigas, empezaron a pensar en cuál sería el siguiente sistema alemán. Dado que los métodos actuales de Alemania habían resultado inútiles, habría que desarrollar un sistema completamente nuevo. Jones creía que si lograban derrotar a este sistema rápidamente, los alemanes podrían renunciar a todo el concepto.
Los monitores británicos pronto comenzaron a recibir información de los descifrados de Enigma que hacían referencia a un nuevo dispositivo conocido como Y-Gerät , al que también se hacía referencia en ocasiones como Wotan . [31] Jones ya había llegado a la conclusión de que los alemanes utilizaban nombres en código que eran demasiado descriptivos, por lo que le preguntó a un especialista en lengua y literatura alemanas de Bletchley Park sobre la palabra Wotan . El especialista se dio cuenta de que Wotan se refería a Wōden , un dios tuerto, y podría referirse a un sistema de navegación de un solo haz. [31] Jones estuvo de acuerdo y sabía que un sistema con un solo haz tendría que incluir un sistema de medición de distancias. Concluyó que podría funcionar sobre la base descrita por el matemático y físico alemán antinazi Hans Mayer , quien durante su visita a Noruega había proporcionado una gran cantidad de información en lo que ahora se conoce como el Informe de Oslo . [b]
El Y-Gerät utilizaba un único haz estrecho apuntado sobre el objetivo, similar a los sistemas de haz anteriores, que transmitía una señal de radio modulada. El sistema utilizaba un transpondedor ( FuG 28a ) que recibía la señal del haz y la retransmitía inmediatamente a la estación terrestre. La estación terrestre escuchaba la señal de retorno y comparaba la fase de su modulación con la señal transmitida, lo que determinaba con precisión el tiempo de tránsito de la señal y, por lo tanto, la distancia hasta el avión. Junto con la dirección del haz (ajustada para una señal de retorno máxima), la posición del bombardero podía establecerse con considerable precisión. Los bombarderos no tenían que seguir el haz, en su lugar, los controladores terrestres podían calcularlo y luego dar instrucciones por radio al piloto para corregir la trayectoria de vuelo. [32]
Jones se enteró más tarde de que su suposición sobre el principio de funcionamiento basándose en el nombre Wotan fue pura suerte. Documentos posteriores demostraron que el X-Gerät original se conocía como Wotan I y el Y-Gerät como Wotan II. Si hubiera sabido que el nombre también estaba asociado con el X-Gerät, es poco probable que hubiera llegado a la conclusión de que el sistema utilizaba un solo haz. [33]
Los británicos ya estaban preparados para este sistema antes incluso de que se utilizara. Por casualidad, los alemanes habían elegido mal la frecuencia de funcionamiento del sistema Wotan . Operaba a 45 MHz, que era la frecuencia del potente pero inactivo transmisor de televisión de la BBC en Alexandra Palace . [34] Todo lo que Jones tenía que hacer era organizar que la señal de retorno se recibiera desde el avión y luego se enviara a Alexandra Palace para su retransmisión. La combinación de las dos señales modificó el cambio de fase y, por lo tanto, el aparente retraso de tránsito. Inicialmente, la señal se retransmitió a baja potencia, no lo suficientemente potente para que los alemanes se dieran cuenta de lo que estaba sucediendo, pero lo suficiente para estropear la precisión del sistema. Durante las noches siguientes, la potencia del transmisor se incrementó gradualmente.
A medida que se fue utilizando el Y-Gerät , la tripulación acusó a la estación terrestre de enviar señales erróneas y la estación terrestre alegó que el avión tenía conexiones sueltas. Todo el plan atrajo a Jones, ya que era un bromista natural y comentó que era capaz de gastar una de las bromas más grandes con prácticamente cualquier recurso nacional que necesitara. El aumento gradual de la potencia condicionó a los alemanes de tal manera que no se dieron cuenta de que el sistema estaba siendo interferido, pero creyeron que sufría varios defectos inherentes. [35] Finalmente, cuando se aumentó la potencia lo suficiente, todo el sistema Y-Gerät comenzó a sonar con toda la retroalimentación.
La Luftwaffe, finalmente dándose cuenta de que los británicos habían estado desplegando contramedidas desde el primer día que el sistema fue utilizado operacionalmente, perdió completamente la fe en las ayudas electrónicas a la navegación como los británicos habían predicho, y no desplegó ningún otro sistema contra Gran Bretaña, [36] aunque en ese momento la atención de Hitler se estaba dirigiendo hacia Europa del Este.