Gee , a veces escrito GEE , [a] fue un sistema de radionavegación utilizado por la Real Fuerza Aérea durante la Segunda Guerra Mundial . Medía el retraso entre dos señales de radio para producir una posición , con una precisión del orden de unos pocos cientos de metros a distancias de hasta aproximadamente 350 millas (560 km). Fue el primer sistema de navegación hiperbólica en utilizarse operativamente, entrando en servicio con el Mando de Bombardeo de la RAF en 1942.
El Gee fue ideado por Robert Dippy como un sistema de aterrizaje a ciegas de corto alcance para mejorar la seguridad durante las operaciones nocturnas. Durante el desarrollo del Telecommunications Research Establishment (TRE) en Swanage , se descubrió que el alcance era mucho mejor de lo esperado. Luego se convirtió en un sistema de navegación general de largo alcance. Para objetivos grandes y fijos, como ciudades que eran atacadas por la noche, el Gee ofrecía suficiente precisión para ser utilizado como referencia de puntería sin la necesidad de usar una mira de bombardeo u otras referencias externas. El bloqueo redujo su utilidad como ayuda al bombardeo, pero siguió utilizándose como ayuda a la navegación en el área del Reino Unido durante y después de la guerra.
Gee siguió siendo una parte importante del conjunto de sistemas de navegación de la RAF en la era de posguerra y se incluyó en aviones como el English Electric Canberra y la flota de bombarderos V. También tuvo uso civil y se instalaron varias cadenas Gee nuevas para apoyar la aviación militar y civil en toda Europa. El sistema comenzó a cerrarse a fines de la década de 1960 y la última estación dejó de funcionar en 1970. Gee inspiró el sistema LORAN original ("Loran-A").
La idea básica de la navegación hiperbólica por radio era bien conocida en la década de 1930, pero el equipo necesario para construirla no estaba ampliamente disponible en ese momento. El principal problema era la determinación precisa de la diferencia temporal entre dos señales muy próximas entre sí, diferencias en milisegundos y microsegundos. [1]
Durante la década de 1930, el desarrollo del radar exigió dispositivos que pudieran medir con precisión este tipo de tiempos de señal. En el caso de Chain Home , las antenas de transmisión enviaban señales y cualquier reflexión de objetivos distantes se recibía en antenas separadas. Se utilizó un osciloscopio (u oscilógrafo como se lo conocía en el Reino Unido) [1] para medir el tiempo entre la transmisión y la recepción. El transmisor activó un generador de base de tiempo que inició un "rastro" que se movía rápidamente a lo largo de la pantalla del osciloscopio. Cualquier señal recibida hizo que el haz se desviara hacia abajo, formando un blip . La distancia que se había movido el rastro desde el lado izquierdo de la pantalla se podía medir para calcular con precisión la diferencia de tiempo entre el envío y la recepción, que, a su vez, se podía utilizar para calcular el rango de inclinación hasta el objetivo. [1]
El radar también puede utilizarse como sistema de navegación. Si dos estaciones pueden comunicarse, podrían comparar sus mediciones de la distancia a un objetivo y utilizar la trilateración básica para determinar la ubicación. Este cálculo podría enviarse luego a la aeronave por radio. Se trata de una operación que requiere mucha mano de obra y, aunque tanto los británicos como los alemanes lo utilizaron durante la guerra, la carga de trabajo significaba que, por lo general, solo podía utilizarse para guiar a una sola aeronave. [2] [3]
En octubre de 1937, Robert (Bob) J. Dippy, que trabajaba en el laboratorio de radar de Robert Watson-Watt en la base de la RAF Bawdsey en Suffolk , propuso utilizar dos transmisores sincronizados como base para un sistema de aterrizaje a ciegas . Imaginó dos antenas transmisoras ubicadas a una distancia de aproximadamente 16 km (10 millas) a cada lado de una pista. Un transmisor a medio camino entre las dos antenas enviaría una señal común a través de líneas de transmisión a las dos antenas, lo que garantizaría que ambas antenas transmitieran la señal al mismo tiempo. [1]
Un receptor en el avión sintonizaría estas señales y las enviaría a una pantalla tipo A-scope , como las que utiliza Chain Home. Si el avión estuviera correctamente alineado con la pista, ambas señales se recibirían al mismo tiempo y, por lo tanto, se dibujarían en el mismo punto en la pantalla. Si el avión estuviera ubicado a un lado o al otro, una de las señales se recibiría antes que la otra, formando dos picos distintos en la pantalla. Al determinar qué señal se estaba recibiendo primero, los pilotos sabrían que estaban más cerca de esa antena y podrían recuperar la dirección correcta girando en dirección opuesta a ella. [1] [b]
A Watt le gustó la idea, pero en ese momento no se percibía una necesidad apremiante del sistema. [1] En ese momento, la RAF dependía del bombardeo diurno mediante formaciones compactas de bombarderos fuertemente defendidos como su principal fuerza de ataque, por lo que los desembarcos nocturnos no eran una preocupación importante. Las ayudas para el aterrizaje serían útiles, pero el trabajo con radar era la necesidad más urgente. [1]
Los planes de la campaña de bombardeo de la RAF fracasaron rápidamente, especialmente después de la Batalla Aérea de Heligoland Bight en 1939. Contrariamente a lo que se pensaba antes de la guerra, los bombarderos demostraron ser extremadamente vulnerables tanto al fuego terrestre como a los cazas atacantes . Después de algunas discusiones, se decidió que la mejor manera de proceder era volver a los bombardeos nocturnos, que habían sido el concepto principal a principios de la década de 1930.
Esto planteó la necesidad de mejores ayudas para el aterrizaje y, en general, ayudas para la navegación nocturna. Dippy perfeccionó su sistema para este propósito y presentó formalmente una nueva propuesta el 24 de junio de 1940. [1] [4] [5] El diseño original utilizaba dos transmisores para definir una única línea en el espacio, a lo largo de la línea central de la pista. En su nuevo concepto, se producirían gráficos que ilustraran no solo la línea de diferencia cero, donde los puntos se superponían como el sistema de aterrizaje, sino también una línea donde los pulsos se recibían con una separación de 1 μs, y otra para 2 μs, etc. El resultado sería una serie de líneas dispuestas en ángulos rectos con respecto a la línea entre las dos estaciones. [5]
Un solo par de transmisores de este tipo permitiría a la aeronave determinar en qué línea se encontraba, pero no su ubicación a lo largo de ella. Para este propósito, se requeriría un segundo conjunto de líneas desde una estación separada. Idealmente, estas líneas estarían en ángulos rectos con las primeras, produciendo una cuadrícula bidimensional que podría imprimirse en cartas de navegación. Para facilitar el despliegue, Dippy observó que la estación en el centro podría usarse como un lado de ambos pares de transmisores si se disponían como una L. Midiendo los retrasos de tiempo de las dos estaciones atípicas en relación con el centro y luego buscando esos números en una carta, una aeronave podría determinar su posición en el espacio, tomando un punto fijo. Las líneas cuadriculadas en las cartas dieron a los sistemas su nombre, "Gee" por la "G" en "Grid" (cuadrícula). [5]
Como el sistema ahora estaba destinado a ofrecer navegación sobre un área mucho más amplia, los transmisores de una sola estación tendrían que estar ubicados más separados para producir la precisión y cobertura requeridas. La solución de un solo transmisor y múltiples antenas de la propuesta original ya no era adecuada, especialmente dado que las estaciones estarían ubicadas muy separadas y el cableado a un punto común sería difícil y costoso. En su lugar, Dippy describió un nuevo sistema que utiliza transmisores individuales en cada una de las estaciones. Una de las estaciones enviaría periódicamente su señal en función de un temporizador. Las otras estaciones estarían equipadas con receptores que escucharían la señal que llega desde la estación de control. Cuando recibieran la señal, enviarían sus propias transmisiones. Esto mantendría a todas las estaciones sincronizadas, sin la necesidad de un cable entre ellas. Dippy sugirió construir estaciones con un "maestro" central y tres "secundarios" a aproximadamente 80 millas (130 km) de distancia y dispuestas aproximadamente a 120 grados de distancia, formando una gran disposición en "Y". Una colección de tales estaciones se conocía como cadena. [6] [5]
Se esperaba que el sistema funcionara en rangos de alrededor de 100 millas (160 km), basándose en la creencia generalizada dentro del establishment de ingeniería de radio del Reino Unido de que las señales de onda corta de 30 MHz tendrían un alcance relativamente corto. Con este tipo de alcance, el sistema sería muy útil como ayuda para la navegación de corto alcance hasta el aeropuerto, así como para ayudar a los bombarderos a formarse en un lugar acordado después del lanzamiento. Además, después de volar a su altitud de crucero, los bombarderos podrían usar correcciones Gee para calcular los vientos en altura, lo que les permitiría calcular con mayor precisión las correcciones de estima después de que el avión saliera del rango Gee. [6]
En junio de 1940 se instalaron sistemas experimentales. En julio, para deleite de todos, el sistema era claramente utilizable a una distancia de al menos 300 millas (480 km) a una altitud de 10.000 pies (3,0 km). El 19 de octubre, se estableció una distancia de 110 millas (180 km) a 5.000 pies. [4]
El descubrimiento del alcance ampliado de Gee llegó en un momento crucial de la campaña de bombardeo de la RAF. Aunque en un principio la RAF se había basado en bombardeos diurnos, no había invertido una gran cantidad de esfuerzo en las habilidades de navegación necesarias para el vuelo nocturno. Cuando comenzó la ofensiva de bombardeo nocturno Blitz , se descubrió que los alemanes habían desarrollado una serie de ayudas de radio para ello, en particular el sistema X-Gerät . La RAF inicialmente desestimó este enfoque, alegando que solo demostraba la superioridad de su entrenamiento.
A finales de 1940, los observadores sobre el terreno empezaron a recibir informes que indicaban que los bombarderos aliados no parecían estar bombardeando sus objetivos. En un caso, se informó de que las bombas cayeron a más de 80 km de su objetivo. Durante algún tiempo, estos resultados fueron desestimados, pero las peticiones de una investigación oficial condujeron al informe Butt , que demostró que solo el 5% de las bombas enviadas en una misión cayeron a menos de 8 km de sus objetivos. Con estas estadísticas, cualquier tipo de campaña estratégica basada en ataques contra fábricas y objetivos similares era inútil. Esto dio lugar al famoso documento de " deshabitación " de Frederick Lindemann , que pedía que los bombardeos se utilizaran contra las casas de los ciudadanos alemanes para acabar con su capacidad de trabajar y su voluntad de resistir. Esta se convirtió en la política oficial de la RAF en 1942.
Mientras el debate se intensificaba, el Mando de Bombardeo redujo drásticamente su tasa de salidas, a la espera de la reconstrucción de la fuerza con los recién llegados "pesados" de 4 motores, como el Handley Page Halifax y el Avro Lancaster , y el despliegue del Gee. Los dos, combinados, ofrecerían la precisión y el peso de las bombas que exigían los cálculos de Lindemann. Los esfuerzos para probar y desplegar el Gee se convirtieron en una alta prioridad, y el Comité Ejecutivo de la Cadena se creó bajo la presidencia de Robert Renwick en octubre de 1941 para ubicar una serie de estaciones Gee. Gee no fue la única solución que se estaba desarrollando; pronto se le unieron los radares H2S y el sistema Oboe .
Como la disponibilidad inicial de los dispositivos Gee sería limitada, se adoptó la idea de la fuerza de reconocimiento . Este concepto había sido desarrollado originalmente por la Luftwaffe para sus incursiones nocturnas tempranas contra Inglaterra. Al carecer de suficientes equipos de radio y del entrenamiento generalizado para colocar sus sistemas de navegación por radio en todos sus aviones, reunieron lo que tenían en un solo grupo, el KG100 . El KG100 luego usaría su equipo para lanzar bengalas, que actuaban como punto de mira para los bombarderos que lo seguían.
En un afán por probar el sistema Gee, se utilizaron prototipos en aviones indicadores de objetivos mucho antes de que los equipos de producción estuvieran disponibles en la cantidad necesaria para grandes incursiones. El 15 de mayo de 1941, un equipo de este tipo proporcionó una localización precisa a una distancia de 400 millas (640 km) a una altitud de 10.000 pies (3.000 m). La primera cadena de transmisión completa se completó en julio de 1941, pero en las pruebas sobre el Mar del Norte, los equipos demostraron ser poco fiables. Esto se atribuyó a las fuentes de alimentación y los tubos, y se diseñaron y probaron correcciones ese verano.
En la noche del 11 al 12 de agosto, dos aviones equipados con Gee que utilizaban coordenadas Gee sólo ofrecieron una "precisión asombrosa" al lanzar sus bombas. [4] Sin embargo, la noche siguiente, durante un ataque sobre Hanover , se perdió un Vickers Wellington equipado con Gee . El equipo Gee no contenía sistemas de autodestrucción y podría haber caído en manos alemanas. [7] Las pruebas operativas se suspendieron inmediatamente. [4]
RV Jones respondió iniciando una campaña de desinformación para ocultar la existencia del sistema. Primero, se eliminó el uso del nombre clave "Gee" en el tráfico de comunicaciones y se enviaron comunicaciones falsas que hacían referencia a un sistema ficticio llamado "Jay"; se esperaba que la similitud causara confusión. Un agente doble del sistema Double Cross informó a la inteligencia alemana de una historia ficticia en la que había oído a un par de miembros de la RAF hablando descuidadamente en un hotel sobre Jay, y uno de ellos lo descartó porque era "solo una copia" del sistema alemán Knickebein . Jones pensó que esto halagaría a los alemanes, quienes podrían considerar la información más confiable como resultado. Se agregaron antenas adicionales a los transmisores Gee para radiar señales falsas y no sincronizadas. Finalmente, se transmitieron señales falsas de Knickebein sobre Alemania. [8] Jones notó que todo esto atraía su inclinación por las bromas pesadas.
A pesar de estos esfuerzos, Jones calculó inicialmente que sólo se necesitarían tres meses antes de que los alemanes pudieran interferir el sistema. Resultó que no se detectaron interferencias hasta cinco meses después de iniciada la campaña, y pasaron mucho más tiempo antes de que se convirtieran en un problema serio. [9]
Incluso con pruebas limitadas, Gee demostró ser fácil de usar y más que lo suficientemente preciso para sus tareas. El 18 de agosto de 1941, el Mando de Bombardeo ordenó la producción de Gee en Dynatron y Cossor , y se esperaba que los primeros equipos producidos en masa llegaran en mayo de 1942. Mientras tanto, se realizó un pedido separado de 300 equipos hechos a mano para su entrega el 1 de enero de 1942, [10] que luego se retrasó hasta febrero. En total, se fabricaron 60.000 equipos Gee durante la Segunda Guerra Mundial, utilizados por la RAF, la USAAF y la Royal Navy . [11]
La primera misión operativa en la que se utilizó el Gee tuvo lugar la noche del 8 al 9 de marzo de 1942, cuando una fuerza de unos 200 aviones atacó Essen . Estaba instalado en un Wellington del Escuadrón n.º 115 de la RAF Watton, capitaneado por el oficial piloto Jack Foster, que más tarde dijo que "se encontraron objetivos y se bombardearon como nunca antes". [12] Krupp , el objetivo principal, escapó del bombardeo, pero las bombas alcanzaron las zonas del sur de la ciudad. En total, el 33% de los aviones alcanzaron la zona objetivo, un enorme avance respecto de los resultados anteriores. [13]
El primer ataque completamente exitoso dirigido por Gee se llevó a cabo el 13 y 14 de marzo de 1942 contra Colonia . Las tripulaciones líderes iluminaron con éxito el objetivo con bengalas y bombas incendiarias y el bombardeo fue generalmente preciso. El Mando de Bombardeo calculó que este ataque fue cinco veces más efectivo que el ataque anterior a la ciudad. El éxito de Gee condujo a un cambio de política, seleccionando 60 ciudades alemanas dentro del alcance de Gee para un bombardeo masivo utilizando entre 1.600 y 1.800 toneladas de bombas por ciudad. [13]
Para dar cobertura a todo el Reino Unido, se construyeron tres cadenas Gee bajo la dirección de Edward Fennessy . [14] La cadena original comenzó a funcionar de forma continua el 22 de junio de 1942, seguida por una cadena en Escocia más tarde ese año y la cadena del suroeste en 1943. Incluso cuando los esfuerzos alemanes de interferencia se afianzaron, Gee siguió siendo totalmente útil como sistema de navegación de corto alcance sobre el Reino Unido. Solo el 1,2% de los aviones equipados con Gee no regresaron a su base, en comparación con el 3,5% de los que no lo tenían. [15] Gee se consideraba tan importante que un equipo Gee inservible dejaría en tierra a un avión. [16]
Una ilustración del empleo rutinario de Gee por parte del Mando de Bombardeo en tareas de navegación fue su uso (aunque limitado) en la Operación Chastise (comúnmente conocida como "Dam Buster Raid") en mayo de 1943. En sus memorias, Enemy Coast Ahead , [17] Guy Gibson , el líder de la incursión, menciona brevemente a su navegante, F/O 'Terry' Taerum, RCAF , empleando lo que Gibson llama la "G Box" de Taerum para determinar la velocidad respecto al suelo mientras volaba muy bajo por la noche sobre el Mar del Norte desde Gran Bretaña hasta Holanda, en ruta a Alemania.
La primera interferencia seria se produjo en la noche del 4 al 5 de agosto de 1942. Esta interferencia se hizo más intensa a medida que los bombarderos se acercaban a su objetivo en Essen, y las señales se volvieron inutilizables a una distancia de entre 16 y 32 km del objetivo. Los alemanes aún no conocían la recién formada cadena sur, pero seguía siendo útil. El 3 y 4 de diciembre se estableció una señal desde esta cadena sobre Turín, en Italia, a una distancia de 1170 km. Esta sigue siendo la cifra operativa más alta de Gee, superada únicamente por una recepción anormal sobre Gibraltar a una distancia de 1600 km. [16]
Ya se habían considerado esfuerzos para contrarrestar las interferencias y dieron como resultado el Gee Mk. II. Este reemplazó el receptor original con un nuevo modelo en el que los osciladores se podían quitar e intercambiar fácilmente para proporcionar una gama de frecuencias operativas. Estas incluían la banda original de 20-30 MHz, así como nuevas bandas de 40-50, 50-70 y 70-90 MHz. El navegante podía reemplazarlas en vuelo, lo que permitía la recepción desde cualquier cadena activa. El Gee Mk. II entró en funcionamiento en febrero de 1943, momento en el que también había sido seleccionado por la 8.ª Fuerza Aérea de los EE. UU . [18]
El 23 de abril de 1942 se dio luz verde para desarrollar estaciones móviles para Gee en preparación para la invasión de Europa. Esto no sólo ampliaría el alcance del sistema hacia el este, sino que también permitiría que las estaciones se movieran y aparecieran de repente en otros lugares si las interferencias se convertían en un problema. La primera de las tres cadenas móviles de este tipo se formó el 22 de noviembre de 1943. Se puso en funcionamiento el 1 de mayo de 1944 en Foggia , Italia, y se utilizó operativamente por primera vez el 24 de mayo. Se enviaron otras unidades a Francia poco después del Día D. Las unidades móviles en Francia y Alemania fueron reemplazadas más tarde por estaciones fijas, las "pesadas". [19]
Tras el fin de la guerra en Europa, Gran Bretaña planeó enviar aviones Lancasters al teatro japonés como parte de la Fuerza Tigre y utilizar el sistema Gee para el paso de vuelos a Asia. Se iniciaron los preparativos para instalar transmisores Gee en Nablus (Palestina) que guiaran los vuelos a través de Oriente Medio, pero la rendición de Japón eliminó la necesidad de esta cadena. Este trabajo lo estaba llevando a cabo el MEDME de El Cairo, bajo el mando del vicemariscal del aire RS Aitken.
Los bombarderos alemanes también utilizaron el sistema Gee para ataques al Reino Unido; los receptores Gee capturados proporcionaron la electrónica. [20]
Más adelante en la guerra, el Mando de Bombardeo quiso implementar un nuevo sistema de navegación que no fuera para fijar la posición, sino para marcar un único punto en el aire. Esta posición se utilizaría para lanzar bombas o indicadores de objetivos para los ataques de otros bombarderos. El sistema Oboe ya proporcionaba esto; Oboe enviaba una señal de interrogación desde estaciones en el Reino Unido, las "reflejaba" desde transceptores en el avión y cronometraba la diferencia entre las dos señales utilizando un equipo similar al Gee. Sin embargo, Oboe tenía la principal limitación de que solo podía guiar a un solo avión a la vez y tardaba unos 10 minutos en guiar a un solo avión a su objetivo. Un sistema capaz de guiar a más aviones a la vez sería una mejora espectacular.
El resultado fue una nueva versión del mismo concepto básico de Oboe, pero invertida de modo que fuera impulsada por la aeronave y reflejada desde transceptores terrestres. Esto requeriría equipo en la aeronave que pudiera recibir y medir la diferencia de tiempo entre dos señales. La reutilización del equipo Gee existente para este propósito era obvia. El nuevo sistema Gee-H solo requirió una única modificación, la adición de un nuevo transmisor que enviaría señales para su reflexión desde transceptores terrestres. Con este transmisor apagado, el sistema volvió a ser una unidad Gee normal. Esto permitió que se usara en modo Gee-H durante los ataques, y luego en modo Gee para la navegación de regreso a sus aeródromos de origen.
El Gee fue de tal utilidad que los apresurados despliegues durante la guerra se racionalizaron como base para un sistema de navegación permanente y en crecimiento. El resultado fue un conjunto de cuatro cadenas, la sudoeste, la meridional, la escocesa y la septentrional, que tienen una cobertura continua sobre la mayor parte del Reino Unido hasta el extremo noreste de Escocia. A estas se unieron otras dos cadenas en Francia y una única cadena en la zona de ocupación del Reino Unido en el norte de Alemania. [21]
Los sistemas de navegación hiperbólica se pueden dividir en dos clases principales: los que calculan la diferencia de tiempo entre dos pulsos de radio y los que comparan la diferencia de fase entre dos señales continuas. En este caso, solo se considera el método de pulsos.
Consideremos dos transmisores de radio ubicados a una distancia de 300 km uno del otro, lo que significa que la señal de radio de uno tardará 1 milisegundo en llegar al otro. Una de estas estaciones está equipada con un reloj electrónico que envía periódicamente una señal de activación. Cuando se envía la señal, esta estación, A , envía su transmisión. Un milisegundo después, esa señal llega a la segunda estación, B . Esta estación está equipada con un receptor, y cuando ve llegar la señal de A , activa su propio transmisor. Esto garantiza que las estaciones envíen señales con una diferencia de 1 ms, sin que la segunda estación necesite tener un temporizador preciso propio. En la práctica, se agrega un tiempo fijo para tener en cuenta los retrasos en la electrónica. [6]
Un receptor que escucha estas señales y las muestra en un osciloscopio ve una serie de puntos en la pantalla. Midiendo la distancia entre ellos, se puede calcular el retraso entre las dos señales. Por ejemplo, un receptor podría medir la distancia entre los dos puntos para representar un retraso de 0,5 ms. Esto implica que la diferencia en la distancia a las dos estaciones es de 150 km. En este caso, existe un número infinito de lugares donde se podría medir ese retraso: 75 km de una estación y 225 de la otra, o 150 km de una y 300 de la otra, y así sucesivamente. [6]
Cuando se representa en un gráfico, el conjunto de posibles ubicaciones para cualquier diferencia horaria dada forma una curva hiperbólica. El conjunto de curvas para todos los posibles retrasos medidos forma un conjunto de líneas curvas radiales, centradas en la línea entre las dos estaciones, conocida como la "línea de base". [6] Para tomar una posición, el receptor toma dos mediciones basadas en dos pares diferentes de estaciones. Las intersecciones de los dos conjuntos de curvas normalmente dan como resultado dos posibles ubicaciones, a la misma distancia a cada lado del punto medio de la línea de base. Utilizando alguna otra forma de navegación, por ejemplo la navegación a estima , se puede eliminar una de estas posibles posiciones, proporcionando así una posición exacta. [1]
En lugar de utilizar dos pares de estaciones independientes, el sistema se puede simplificar si se cuenta con un único maestro y dos secundarios ubicados a cierta distancia entre sí, de modo que sus patrones se superpongan. Una colección de dichas estaciones se conoce como "cadena". [1]
Las cadenas Gee utilizaban un sistema con un transmisor maestro y dos o tres esclavos. Los transmisores tenían una potencia de salida de alrededor de 300 kW y operaban en cuatro bandas de frecuencia entre 20 y 85 MHz . [6]
La señal Gee para cualquier cadena dada consistía en una serie de pulsos de señal de radio con una envolvente parabólica invertida de unos 6 microsegundos de duración. [22] En un sistema de tres estaciones, el maestro enviaba un pulso único, denominado A , seguido 2 milisegundos (ms) más tarde por un pulso doble, A′ (A Prime). La primera estación esclava enviaba un pulso único 1 ms después del pulso único del maestro, etiquetado B , y la segunda esclava enviaba un pulso único 1 ms después del pulso doble del maestro, etiquetado C . Como el receptor no tenía ningún medio de sincronizarse automáticamente con la señal maestra, el pulso doble A′ permitía que el navegador que operaba el receptor identificara la secuencia de órdenes. Toda la secuencia se repetía en un ciclo de 4 ms (es decir, 250 veces por segundo), con el patrón ABA′-C . En el caso de un sistema de cuatro estaciones, se repetiría el ciclo anterior, con la adición de la estación D , que transmitiría otro pulso doble. Para permitir su identificación, la estación D fue cronometrada a 166 veces por segundo, de modo que su pulso se desplazara desde la traza AB a la traza A'-C , sin aparecer en ninguna de las trazas y de regreso a la traza AB. Por lo tanto, el ciclo era ABDA′-CABA′-CDABA′-C... . El pulso D que aparecía en ambas trazas significaba que se podía hacer una corrección utilizando las combinaciones AB/AC , AB/AD o AC/AD , lo que proporcionaba un área más amplia de cobertura de alta precisión que el sistema de tres estaciones. [23]
La activación de los pulsos A se cronometró a 150 kHz mediante un oscilador local estable en la estación maestra [24] , pero a veces se modificó deliberadamente la sincronización. El tiempo para diez ciclos de esta oscilación de 150 kHz, 66,66 μs, se denominó unidad Gee y correspondía a una diferencia de alcance de 12,4 millas (20,0 km). [24]
A bordo del avión se recibían las señales de las tres o cuatro estaciones y se enviaban a la pantalla. La descripción que sigue se refiere a un sistema de tres estaciones, pero el pulso D se sustituiría por el pulso B o C en un sistema de cuatro estaciones.
En la configuración de base de tiempo "Principal", la pantalla CRT se configuró para mostrar la señal en dos líneas (cada una mostrando la mitad del tiempo de la señal). Se utilizó un oscilador local de mucha menos complejidad que el de la estación maestra para activar el barrido de la pantalla. Cuando se activa por primera vez, es poco probable que tenga exactamente la misma sincronización que la estación maestra, por lo que el operador vería el patrón de blips viajando por la pantalla. Se utilizó una perilla de control que ajustaba el oscilador para sintonizar la frecuencia del oscilador local hasta que los blips en la pantalla se quedaran estacionarios, lo que significaba que los osciladores local y maestro ahora tenían la misma sincronización. Se identificarían los pulsos, luego se ajustaría el control del oscilador para llevar los pulsos dobles A' a la izquierda del trazo inferior.
Se utilizaron interruptores rotatorios seguidos de un ajuste fino para posicionar los marcadores debajo de los pulsos B y C (los marcadores invertirían los pulsos en la pantalla), y luego la base de tiempo se cambió a una posición "rápida", que agregaría líneas adicionales a la pantalla y mostraría los pulsos A y A' sobre los pulsos B y C invertidos respectivamente. El ajuste fino se usaría para colocar el pulso B directamente debajo del pulso A , y el pulso C directamente debajo del pulso A' . Se accionó un interruptor, conocido como el "interruptor de limpieza", y se anotó el momento de la corrección. El interruptor de limpieza cambió la pantalla de mostrar los pulsos a mostrar una escala generada internamente. Esta escala se leería en la posición de base de tiempo "rápida" para las lecturas decimales, seguida de los números enteros que se leerían con la pantalla en la configuración de base de tiempo "Principal". Los números respectivos de las lecturas AB y A'-C se trazarían en un diagrama de celosía. [25]
Las señales de las diferentes cadenas estaban muy próximas entre sí en frecuencia, lo suficientemente cerca como para que el receptor R1355 de banda ancha sintonizara a menudo más de una cadena a la vez. Para la identificación de la estación, las señales A′ sólo se enviaban periódicamente. Después de que la pantalla se estabilizara de modo que los trenes de pulsos aparecieran en una única ubicación en la pantalla, los pulsos A′ podían verse parpadeando intermitentemente con un patrón establecido (por lo que aparecían como "fantasmas" en la pantalla). Esto permitía al operador determinar la identidad de la señal maestra y, por lo tanto, seleccionar la cadena que deseaba utilizar colocando su señal A′ asociada en la parte inferior izquierda. [26]
A grandes distancias, las líneas hiperbólicas se aproximan a líneas rectas que irradian desde el centro de la línea base. Cuando se consideran dos señales de este tipo de una sola cadena, el patrón resultante de líneas se vuelve cada vez más paralelo a medida que la distancia de la línea base se hace más pequeña en comparación con el alcance. Por lo tanto, a distancias cortas, las líneas se cruzan en ángulos cercanos a los 90 grados, y este ángulo se reduce constantemente con el alcance. Como la precisión de la localización depende del ángulo de cruce, todos los sistemas de navegación hiperbólica se vuelven cada vez más imprecisos a medida que aumenta el alcance. [27]
Al examinar la señal en la pantalla ampliada, la temporización se basó en 1/10 de una unidad Gee, o 6,66 μs. Esto corresponde a una distancia de 1,24 millas (2.000 m). Se supuso que un operador en buenas condiciones podría medir los picos de la envolvente del pulso dentro de 1/10 de una marca de calibración, o 0,124 millas (200 m). Esta es la precisión básica del sistema Gee, al menos en rangos más cortos y en ubicaciones cerca del centro de las líneas de base donde las líneas hiperbólicas estaban cerca de ser perpendiculares. En la práctica, la precisión era una función del rango desde los transmisores, variando aproximadamente con el cuadrado de la distancia. [28] A rangos cortos se informaron precisiones de 165 yardas (151 m), mientras que a largo alcance sobre Alemania se citó a aproximadamente 1 milla (1,6 km). [26]
El lado aerotransportado del sistema Gee Mk. II constaba de dos partes, el receptor de radio R1355 y el osciloscopio Indicador Unidad Tipo 62 (o 62A). Los dos estaban conectados por dos cables gruesos, uno de los cuales transportaba la señal de vídeo y el segundo transportaba la energía al Indicador; la fuente de alimentación estaba incorporada en el receptor para ahorrar espacio en el lado de la pantalla. [29] También se produjo una versión "tropicalizada" del sistema, con el receptor R3645 y la Unidad Indicadora Tipo 299, que trasladaba la fuente de alimentación de esta última a la unidad de pantalla.
El R1355 fue diseñado para permitir que la Unidad de Radiofrecuencia (RFU) se intercambiara fácilmente durante el vuelo. Esto permitió al navegante seleccionar diferentes cadenas Gee, y la operación de cambio tomó solo un minuto aproximadamente. También se podía usar un cambio de RFU para evitar interferencias, ya que los alemanes no sabrían qué cadenas se estaban utilizando activamente.
En el caso de Gee-H, el uso del sistema se modificó sólo ligeramente. En lugar de que el barrido se cronometrara mediante el oscilador local en la unidad de visualización, la señal de activación se enviaba desde un temporizador incorporado. La señal también se amplificaba y se enviaba para interrogar a las estaciones terrestres distantes, cuyas señales de respuesta se recibían en el receptor Gee existente. En teoría, esto podría usarse para calcular un punto de referencia exactamente de la misma manera que con Gee, utilizando diferentes cartas. Sin embargo, navegar hacia un objetivo utilizando un sistema de este tipo sería complejo; se tendrían que tomar múltiples puntos de referencia a lo largo del tiempo y luego promediarlos para calcular la velocidad y la dirección terrestre.
En cambio, el Gee-H se utilizó de una manera similar al sistema Oboe anterior. El navegante primero elegía una estación para que fuera la señal del "gato", utilizándola como la baliza de navegación principal. Se medía la distancia desde la estación del "gato" hasta el objetivo y luego se calculaba el retraso de la señal que se vería en esa distancia. Un temporizador en la unidad se configuraba para este retraso, lo que producía un punto fijo en forma de A en la pantalla. El pulso recibido de la estación del "gato" también se mostraba en la misma traza. Al indicarle al piloto que girara a la izquierda o a la derecha, el navegante guiaba al bombardero hasta que las dos trazas se superpusieran con precisión, lo que significaba que el bombardero estaba volando a una distancia precisa de la estación. Luego, el piloto volaba el avión a lo largo del arco circular que lo llevaría sobre el punto objetivo, con correcciones periódicas del navegante según fuera necesario para realinear las dos trazas. La señal recibida de la segunda estación, "mouse", también se configuró para mostrarse en la traza inferior, pero en este caso, la distancia continuaría cambiando a medida que la aeronave volara a lo largo del arco de la estación "cat". Cuando esta señal se superpuso al rango preestablecido de "mouse", se soltó la carga útil.
El uso de este método de operación redujo en gran medida la carga de trabajo del navegante. Durante gran parte de la misión, simplemente tuvo que mantener los puntos de la traza superior alineados en la pantalla y luego observar periódicamente los puntos inferiores para comprobar el tiempo. Además, debido a que las mediciones siempre se realizaban como líneas directas desde la estación, en lugar de curvas hiperbólicas, la precisión disminuía linealmente en lugar de con el cuadrado de la distancia. De este modo, el Gee-H podía guiar al bombardero a 120 yardas sobre Alemania, una mejora espectacular con respecto a la precisión de aproximadamente 1 milla del Gee a la misma distancia.
A diferencia de los sistemas de rayos alemanes , en los que los bombarderos volaban hacia sus objetivos a lo largo del haz, los pulsos Gee se irradiaban en todas las direcciones, por lo que, si se detectaban, no revelarían los destinos de los bombarderos. [1] Como el sistema era pasivo, a diferencia del H2S , no había señales de retorno que pudieran revelar las posiciones de los bombarderos a los cazas nocturnos . Además, esto significaba que todos los aviones podían usar el sistema al mismo tiempo.
El Gee era muy susceptible a las interferencias; todo lo que los alemanes tenían que hacer era radiar pulsos espurios que hacían imposible determinar cuál era una señal real de las estaciones y cuál estaba siendo transmitida por un bloqueador. Esto se podía arreglar fácilmente ubicando otra estación esclava en Francia o los Países Bajos y modificando su retardo y la intensidad de la señal para que sus señales parecieran similares a las de una de las estaciones en el Reino Unido. Esto funcionaba solo sobre Alemania; cuando los aviones volaban sobre el Reino Unido, la señal parecía demasiado débil. Usando receptores de radio convencionales y antenas de bucle para la búsqueda de dirección, los operadores de radio podían determinar cuál de las señales era falsa. Incluso si se producían interferencias sobre territorio enemigo, el Gee tenía la ventaja extremadamente útil de proporcionar una posición de navegación confiable una vez que los aviones que regresaban a casa estaban sobre el Mar del Norte al regresar de las operaciones, lo que facilitaba que los bombarderos que regresaban encontraran sus aeródromos con la consiguiente reducción de pérdidas debido a accidentes.
Cada cadena tenía una palabra clave que utilizaba los nombres de estados estadounidenses, lo que sugería que era para uso de aviones estadounidenses. [30]
Nota: AMES es la abreviatura de Estación Experimental del Ministerio del Aire .
Durante gran parte de 1941 se realizaron pruebas en varios lugares, incluidas pruebas de sincronización y potencia de la señal, con las 4 estaciones transmisoras en Daventry (principal), Ventnor, Stenigot y Clee Hill (esclavas), y la estación de monitoreo en Great Bromley funcionando como una cadena experimental desde julio.
La cadena oriental se puso en funcionamiento (en lugar de realizar pruebas) a partir de marzo de 1942, y se utilizó en las importantes incursiones del "Bombardero" Harris, de un éxito sin precedentes, sobre Lübeck y Colonia esa primavera. Su cuartel general y estación de monitoreo, inicialmente en Great Bromley , se trasladó a Barkway ese noviembre. El comandante de ala Phillips, asistido por el líder de escuadrón Allerston y el lado científico Edward Fennessey, estaban entonces a cargo. (AVIA 7/1251, AIR 29/147 y otros archivos del Archivo Nacional; mapas del Ministerio del Aire de los sitios de Gt Bromley y Barkway en el Museo de la RAF; JP Foynes "AMES 24: Los pilones en Great Bromley"). Totalmente operativo el 22 de junio de 1942.
Virginia: [30] 48,75 MHz [30]
Fuente: [30]
Virginia: 48,75 MHz. Las cadenas Este y Sur (Virginia) no podrían operar simultáneamente.
Carolina: 44,90 MHz. Utilizada por el Comando Costero y Operaciones Combinadas. [30]
Mismos sitios Maestro y Esclavo.
Fuente: [30]
Carolina: 44.90 MHz. Utilizado por Operaciones Combinadas.
La cadena Northern Gee funcionó desde finales de 1942 hasta marzo de 1946.
Worth Matravers se utilizó después de la guerra como base de entrenamiento para los operadores de Gee.
Fuente: [30]
Entró en servicio el 18 de abril de 1944
Se planeó una cadena occidental pero se canceló. [30]
Fuente: [30]
Estuvo en funcionamiento durante unos seis meses en 1945.
Planificado:
Operacional:
Fuente: [30]
En 1945, después del Día de la Victoria, se planeó redistribuir un gran número de bombarderos Lancaster en Asia para apoyar la guerra contra Japón y, para ayudar a guiar a los bombarderos durante el traslado, se estaban instalando cadenas Gee bajo la dirección del vicemariscal del aire Max Aitken. Este trabajo cesó una vez que se lanzaron las bombas atómicas. Se estaba instalando una estación en Nablus, en Palestina, bajo el control de la RAF MedME en El Cairo.
Había otra cadena, Indiana, que utilizaba 46,79 MHz, pero ya no estaba en uso en 1943.
Se asignó una frecuencia de emergencia (XF) de 50,5 MHz, palabra clave Zanesville.
Fuente: [30]
Operacional el 5 de octubre de 1944. 83,5 MHz
Fuente: [30]
Entró en funcionamiento el 9 de octubre de 1944, fue sustituido por equipo móvil pesado el 23 de octubre de 1944 y se convirtió en la Cadena del Ruhr.
80,5 MHz (?)
Fuente: [30]
Entró en funcionamiento el 21 de marzo de 1945 con unidades ligeras Tipo 100. Se reemplazó por unidades pesadas de la cadena de Reims. 50,5 MHz
[30]
[30]
Se planeó pero se decidió que ya no era necesario, aunque se decidió seguir adelante como parte de la organización Gee de posguerra. Entró en funcionamiento el 26 de abril de 1945. [30]
Fuente: [30]
Fuente: [30]
Propuesto:
Implementado como:
Después de la Segunda Guerra Mundial, el sistema Gee se utilizó como ayuda a la navegación para la aviación civil, aunque principalmente desde nuevos emplazamientos.
Después de la Segunda Guerra Mundial, la RAF reubicó dos de las tres cadenas Gee de la época de la guerra en Inglaterra: las cadenas Eastern y South Western (cuatro estaciones cada una) y la cadena Southern de tres estaciones. La cadena Southern se convirtió en una cadena de cuatro estaciones en Londres y la cadena Eastern se convirtió en una cadena Midland. Esto estaba previsto para 1948. [33]
Esto continuó después de la Segunda Guerra Mundial utilizando sitios existentes, dos en la costa norte de Escocia, uno al norte de Aberdeen y uno en Shetland . [33]
Inaugurado alrededor de 1948 y cerrado a principios de 1969. [34]
Estación principal: Lowther Hill
Estaciones esclavas:
Después de la guerra se abrió una cadena de estaciones Gee en el norte de Alemania: las estaciones estaban en Winterberg , Bad Iburg , Nordhorn y Uchte .
Hubo varias estaciones durante el período 1955-59 que parecían ser más un engaño que realmente operativas. Eran 550 SU en Fort Spijkerboor fuera de Purmerend , Holanda; 889 SU en Eckernförde en el norte de Alemania; y 330 SU fuera de Ingolstadt en Baviera, Alemania. Estas estaciones rara vez estuvieron operativas a fines de la década de 1950. 330Su era una amalgama de 3 unidades 330. 259 y 953 unidades de señales y estuvo en operación continua en Ingolstadt desde mayo de 1958 hasta septiembre de 1961. Las otras 2 unidades que formaban esta cadena estaban en Oberkirchen y Schleswig . Las tres tenían atractivos particulares: Ingolstadt tenía acceso al PX principal del Ejército de los EE. UU. en Munich . Oberkirchen estaba cerca del centro de deportes de invierno NAAFI y Schleswig estaba en las dunas junto al área de baño nudista.
