Vaya , a veces escrito GEE , [a] fue un sistema de radionavegación utilizado por la Royal Air Force durante la Segunda Guerra Mundial . Midió el retraso de tiempo entre dos señales de radio para producir una solución , con una precisión del orden de unos pocos cientos de metros en rangos de hasta aproximadamente 350 millas (560 km). Fue el primer sistema de navegación hiperbólico que se utilizó operativamente y entró en servicio con el Comando de Bombarderos de la RAF en 1942.
Gee fue ideado por Robert Dippy como un sistema de aterrizaje ciego de corto alcance para mejorar la seguridad durante las operaciones nocturnas. Durante el desarrollo del Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones (TRE) de 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 atacadas de noche, Gee ofrecía suficiente precisión para usarse como referencia de puntería sin la necesidad de utilizar una mira de bomba u otras referencias externas. La interferencia redujo su utilidad como ayuda para los bombardeos, 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 la posguerra y se incluyó en aviones como el English Electric Canberra y la flota de bombarderos V. También tenía uso civil y se instalaron varias cadenas Gee nuevas para apoyar la aviación civil y militar en toda Europa. El sistema comenzó a cerrarse a finales de la década de 1960, y la última estación dejó de emitir en 1970. Gee inspiró el sistema LORAN ("Loran-A") original.
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 consistía en determinar con precisión la diferencia en el tiempo de 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 los reflejos de objetivos distantes se recibían 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 "trazo" que se movía rápidamente a lo largo de la pantalla del osciloscopio. Cualquier señal recibida hizo que el rayo se desviara hacia abajo, formando una señal . La distancia que el rastro se había movido 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 la distancia inclinada hacia el objetivo. [1]
El radar también se puede utilizar 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 luego enviarse a la aeronave por radio. Esta es una operación que requiere bastante mano de obra y, si bien fue utilizada tanto por los británicos como por los alemanes durante la guerra, la carga de trabajo significaba que generalmente solo podía usarse para guiar a un solo avión. [2] [3]
En octubre de 1937, Robert (Bob) J. Dippy, trabajando en el laboratorio de radar de Robert Watson-Watt en 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 unas 10 millas (16 km) de distancia 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 aseguraba que ambas antenas transmitirían la señal al mismo instante. [1]
Un receptor en el avión sintonizaría estas señales y las enviaría a una pantalla tipo A , como las utilizadas por Chain Home. Si la aeronave estuviera correctamente alineada con la pista, ambas señales se recibirían al mismo tiempo y, por tanto, se dibujarían en el mismo punto de la pantalla. Si la aeronave estuviera situada 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 recibió primero, los pilotos sabrían que estaban más cerca de esa antena y podrían recuperar la dirección correcta alejándose de ella. [1] [b]
A Watt le gustó la idea, pero en ese momento no era evidente una necesidad urgente del sistema. [1] En ese momento, la RAF dependía del bombardeo diurno realizado por formaciones apretadas de bombarderos fuertemente defendidos como su principal fuerza de ataque, por lo que los aterrizajes 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 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 el mejor curso de acción sería volver al bombardeo nocturno, que había sido el concepto principal a principios de la década de 1930.
Esto planteó la necesidad de mejores ayudas al aterrizaje y de ayudas a la navegación nocturna en general. Dippy refinó 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 sola línea en el espacio, a lo largo de la línea central de la pista. En su nuevo concepto, se producirían gráficos que ilustrarían no sólo 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 1 μs de diferencia, y otra con 2 μs, etc. El resultado sería una serie de líneas dispuestas en ángulo recto con la línea entre las dos estaciones. [5]
Un solo par de tales transmisores permitiría a la aeronave determinar en qué línea se encuentran, pero no su ubicación a lo largo de ella. Para ello, sería necesario un segundo conjunto de líneas desde una estación separada. Idealmente, estas líneas estarían en ángulo recto con la primera, produciendo una cuadrícula bidimensional que podría imprimirse en cartas de navegación. Para facilitar el despliegue, Dippy señaló que la estación en el centro podría usarse como un lado de ambos pares de transmisores si estuvieran dispuestos en forma de L. Medir los retrasos de tiempo de las dos estaciones atípicas en relación con el centro y luego buscar esos números en una carta, un avión podría determinar su posición en el espacio, tomando una posición. Las líneas cuadriculadas en los gráficos dieron al sistema su nombre, "Gee" por la "G" en "Grid". [5]
Como ahora el sistema estaba destinado a ofrecer navegación en 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 apropiada, especialmente porque las estaciones estarían ubicadas muy distanciadas y el cableado a un punto común sería difícil y costoso. En cambio, Dippy describió un nuevo sistema que utiliza transmisores individuales en cada una de las estaciones. Una de las estaciones enviaría periódicamente su señal basándose en 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 todas las estaciones sincronizadas, sin necesidad de un cable entre ellas. Dippy sugirió construir estaciones con un "maestro" central y tres "secundarios" a unas 80 millas (130 km) de distancia y dispuestas aproximadamente a 120 grados de distancia, formando un gran diseño en "Y". Un conjunto de estaciones de este tipo se conocía como cadena. [sesenta y cinco]
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, además de 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 las correcciones de Gee para calcular los vientos en altura, lo que les permitiría calcular con mayor precisión las correcciones de estima después de que el avión pasara fuera del alcance de Gee. [6]
Los sistemas experimentales se estaban instalando en junio de 1940. En julio, para deleite de todos, el sistema claramente era utilizable al menos a 300 millas (480 km) a altitudes de 10.000 pies (3,0 km). El 19 de octubre, se realizó una reparación a 180 km (110 millas) a 5000 pies. [4]
El descubrimiento del alcance ampliado de Gee llegó en un punto crucial en la campaña de bombardeos de la RAF. Habiendo confiado originalmente en el bombardeo diurno, la RAF no había invertido una enorme cantidad de esfuerzo en las habilidades de navegación necesarias para los vuelos nocturnos. Cuando comenzó la ofensiva de bombardeos nocturnos Blitz , se descubrió que los alemanes habían desarrollado para ello una serie de radioayudas, en particular el sistema X-Gerät . La RAF inicialmente desestimó este enfoque, alegando que sólo demostraba la superioridad del entrenamiento de la RAF.
A finales de 1940, varios observadores en el campo recibían informes de que los bombarderos aliados no parecían estar bombardeando sus objetivos. En un caso, se informó que las bombas cayeron a más de 80 kilómetros de su objetivo. Durante algún tiempo, estos resultados fueron descartados, pero los pedidos de una investigación oficial llevaron al informe Butt , que demostraba que sólo el 5% de las bombas enviadas en una misión aterrizaron dentro de un radio de 8 kilómetros de sus objetivos. Con estas estadísticas, cualquier tipo de campaña estratégica basada en ataques contra fábricas y objetivos similares era inútil. Esto llevó al famoso documento sobre " desalojamiento " de Frederick Lindemann , que pedía que los bombardeos se utilizaran contra las casas de los ciudadanos alemanes para quebrantar su capacidad de trabajar y su voluntad de resistir. Esta se convirtió en la política oficial de la RAF en 1942.
Mientras el debate ardía, Bomber Command redujo drásticamente su tasa de salidas, a la espera de la reconstrucción de la fuerza con los "pesados" de 4 motores recién llegados, como el Handley Page Halifax y el Avro Lancaster , y el despliegue de 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 Gee se convirtieron en una alta prioridad, y en octubre de 1941 se creó el Comité Ejecutivo de la Cadena bajo la presidencia de Robert Renwick para ubicar una serie de estaciones Gee. Vaya, 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 exploradora . Este concepto había sido desarrollado originalmente por la Luftwaffe para sus incursiones nocturnas contra Inglaterra. Al carecer de suficientes aparatos de radio y de la formación generalizada para colocar sus sistemas de radionavegación en todos sus aviones, reunieron lo que tenían en un único grupo, KG100 . Luego, el KG100 usaría su equipo para lanzar bengalas, que actuaban como punto de mira para los bombarderos que los seguían.
Deseosos de probar el sistema Gee, se utilizaron conjuntos de prototipos en aviones indicadores de objetivos mucho antes de que los conjuntos de producción estuvieran disponibles en la cantidad necesaria para grandes incursiones. El 15 de mayo de 1941, dicho conjunto proporcionó una localización precisa a un alcance de 400 millas (640 km) a una altitud de 10.000 pies (3.000 m). La primera cadena completa de transmisores se completó en julio de 1941, pero en las pruebas realizadas en el Mar del Norte, los equipos demostraron ser poco fiables. Esto se rastreó hasta las fuentes de alimentación y los tubos, y ese verano se diseñaron y probaron correcciones.
En la noche del 11 al 12 de agosto, dos aviones equipados con Gee bombardearon utilizando únicamente coordenadas Gee y lograron una "precisión asombrosa". [4] Sin embargo, la noche siguiente, en una incursión sobre Hannover , se perdió un Vickers Wellington equipado con Gee . El conjunto Gee no contenía sistemas de autodestrucción y podría haber caído en manos alemanas. [7] Las pruebas operativas fueron inmediatamente suspendidas. [4]
RV Jones respondió iniciando una campaña de desinformación para ocultar la existencia del sistema. En primer lugar, se abandonó el uso del nombre en clave 'Gee' en el tráfico de comunicaciones y se enviaron comunicaciones falsas haciendo 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 una historia ficticia en la que escuchó a un par de miembros del personal de la RAF hablar descuidadamente en un hotel sobre Jay, y uno lo descartó porque era "sólo una copia" del sistema alemán Knickebein . Jones sintió que esto halagaría a los alemanes, quienes, como resultado, podrían considerar la información más confiable. Se agregaron antenas adicionales a los transmisores Gee para irradiar señales falsas y no sincronizadas. Finalmente, se transmitieron señales falsas de Knickebein a través de Alemania. [8] Jones notó que todo esto apelaba a 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 bloquear el sistema. Resulta que no se encontraron interferencias hasta cinco meses después de iniciada la campaña, y pasó mucho más tiempo antes de que se convirtiera en una preocupación seria. [9]
Incluso con pruebas limitadas, Gee demostró ser fácil de usar y lo suficientemente preciso para sus tareas. El 18 de agosto de 1941, Bomber Command ordenó la producción de Gee en Dynatron y Cossor , y se esperaba que los primeros conjuntos producidos en masa llegaran en mayo de 1942. Mientras tanto, se realizó un pedido separado de 300 conjuntos hechos a mano para su entrega el 1 de enero. 1942, [10] que luego se retrasó hasta febrero. En total, se fabricaron 60.000 aparatos Gee durante la Segunda Guerra Mundial, utilizados por la RAF, la USAAF y la Royal Navy . [11]
La primera misión operativa utilizando Gee tuvo lugar la noche del 8 al 9 de marzo de 1942, cuando una fuerza de unos 200 aviones atacó Essen . Se instaló en un Wellington del Escuadrón No. 115 de la RAF Watton , capitaneado por el oficial piloto Jack Foster, quien más tarde dijo que "se encontraron y bombardearon objetivos como nunca antes". [12] Krupp , el objetivo principal, escapó a los bombardeos, 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 con respecto a 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 exitosamente el objetivo con bengalas e incendiarios y el bombardeo fue en general preciso. Bomber Command calculó que este ataque fue cinco veces más efectivo que el anterior ataque a la ciudad. El éxito de Gee llevó a un cambio de política, seleccionando 60 ciudades alemanas dentro del alcance de Gee para bombardeos masivos utilizando entre 1.600 y 1.800 toneladas de bombas por ciudad. [13]
Para brindar 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 de una cadena en Escocia ese mismo año, y la cadena 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. Sólo el 1,2% de los aviones equipados con Gee no lograron regresar a su base, frente al 3,5% de los que no la tenían. [15] Gee se consideraba tan importante que un equipo Gee inservible dejaría en tierra un avión. [dieciséis]
Un ejemplo del empleo rutinario de Gee por parte del Bomber Command 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 "Caja G" de Taerum para determinar la velocidad respecto al suelo mientras volaba muy bajo de noche sobre el Mar del Norte desde Gran Bretaña hasta Holanda. , de camino a Alemania.
La primera interferencia grave se produjo en la noche del 4 al 5 de agosto de 1942. Esta 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 10 a 20 millas (16 a 32 km) del objetivo. Los alemanes aún no conocían la recién formada cadena sur y seguía siendo útil. Los días 3 y 4 de diciembre, se realizó un arreglo desde esta cadena sobre Turín en Italia, a una distancia de 730 millas (1170 km). Este siguió siendo el récord operativo de Gee, superado sólo por una extraña recepción sobre Gibraltar a una distancia de 1.000 millas (1.600 km). [dieciséis]
Ya se habían considerado esfuerzos para contrarrestar las interferencias y dieron como resultado el Gee Mk. II. Esto reemplazó el receptor original por un nuevo modelo en el que los osciladores se podían quitar e intercambiar fácilmente para proporcionar una gama de frecuencias operativas. Estos incluían la banda original de 20 a 30 MHz, así como nuevas bandas de 40 a 50, 50 a 70 y 70 a 90 MHz. El navegador podría sustituirlos en vuelo, permitiendo la recepción desde cualquier cadena activa. Vaya, Mk. II entró en funcionamiento en febrero de 1943, momento en el que también había sido seleccionado por la 8.ª Fuerza Aérea de EE. UU . [18]
El 23 de abril de 1942, se dio luz verde al desarrollo de 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 repentinamente en otros lugares si la interferencia se convirtiera en un problema. La primera de 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. Otras unidades fueron enviadas a Francia poco después del Día D. Las unidades móviles en Francia y Alemania fueron sustituidas más tarde por estaciones fijas, las "pesadas". [19]
Después del final de la guerra en Europa, Gran Bretaña planeó enviar Lancaster al teatro japonés como parte de Tiger Force y utilizar Gee para el paso de vuelos a Asia. Comenzaron los preparativos para que los transmisores Gee en Nablus (en Palestina) guiaran los vuelos a través de Medio Oriente, pero la rendición de Japón eliminó la necesidad de esta cadena. Este trabajo lo estaba llevando a cabo MEDME, El Cairo, bajo la dirección del Vicemariscal del Aire RS Aitken.
Los bombarderos alemanes también utilizaron el sistema Gee para atacar al Reino Unido; Los receptores Gee capturados proporcionaron la electrónica. [20]
Más adelante en la guerra, Bomber Command quería implementar un nuevo sistema de navegación no para fijar la ubicación, sino para marcar un único punto en el aire. Esta ubicación se utilizaría para lanzar bombas o apuntar a indicadores para ataques de otros bombarderos. El sistema de oboe ya lo proporcionaba; Oboe envió una señal de interrogación desde estaciones en el Reino Unido, las "reflejó" desde los transceptores del avión y cronometró la diferencia entre las dos señales utilizando un equipo similar al de Gee. Sin embargo, Oboe tenía la principal limitación de que solo podía guiar un avión a la vez y tardaba unos 10 minutos en guiar un solo avión hacia su objetivo. Un sistema capaz de guiar más aviones a la vez sería una mejora espectacular.
El resultado fue una nueva versión del mismo concepto básico de Oboe, pero al revés para que fuera impulsado por el avión y reflejado desde transceptores terrestres. Esto requeriría equipos en la aeronave que pudieran recibir y medir la diferencia de tiempo entre dos señales. La reutilización del equipo Gee existente para este fin 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 navegar de regreso a sus aeródromos de origen.
Gee fue de tal gran utilidad que los despliegues apresurados durante la guerra se racionalizaron como la base de un sistema de navegación continuo y en crecimiento. El resultado fue un conjunto de cuatro cadenas, South Western, Southern, Scottish y Northern, que tienen una cobertura continua en la mayor parte del Reino Unido hasta el extremo noreste de Escocia. A ellas 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. Aquí sólo se considera el método del pulso.
Considere dos transmisores de radio ubicados a una distancia de 300 km entre sí, 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 precisión de 1 ms, sin que la segunda estación necesite tener su propio temporizador preciso. En la práctica, se añade 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 señales 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 las dos señales 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 determinada forma una curva hiperbólica. La colección de curvas para todos los posibles retrasos medidos forma un conjunto de líneas curvas radiantes, centradas en la línea entre las dos estaciones, conocida como "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 ubicaciones posibles, a igual distancia a cada lado del punto medio de la línea de base. Utilizando alguna otra forma de navegación, por ejemplo, navegación a estima , se puede eliminar una de estas posibles posiciones, proporcionando así una solución exacta. [1]
En lugar de utilizar dos pares separados de estaciones, el sistema se puede simplificar teniendo una única maestra y dos secundarias ubicadas a cierta distancia entre sí para que sus patrones se superpongan. Un conjunto de estaciones de este tipo se conoce como "cadena". [1]
Las cadenas Gee utilizaban un arreglo con un maestro y dos o tres esclavos. Los transmisores tenían una potencia de alrededor de 300 kW y operaban en cuatro bandas de frecuencia entre 20 y 85 MHz . [6]
La señal Gee para cualquier cadena determinada consistía en una serie de pulsos de señal de radio con una envolvente parabólica aproximadamente invertida de aproximadamente 6 microsegundos de duración. [22] En un sistema de tres estaciones, el maestro envió un solo pulso, denominado A , seguido 2 milisegundos (ms) más tarde por un pulso doble, A′ (A Prime). La primera estación esclava envió un pulso único 1 ms después del pulso único del maestro, etiquetado como B , y el segundo esclavo envió un pulso único 1 ms después del pulso doble del maestro, etiquetado como C. Como el receptor no tenía ningún medio para sincronizarse automáticamente con la señal maestra, el doble impulso A′ permitió que el navegador que operaba el receptor identificara la secuencia de la orden. Toda la secuencia se repitió 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, el ciclo anterior se repetiría, con la adición de la estación D , que transmitiría otro doble pulso. Para permitir que esto se identifique, la estación D se cronometró a 166 veces por segundo, de modo que su pulso se moviera del trazo AB al trazo A'-C , sin aparecer en ninguno de los trazos y de regreso al trazo AB. El ciclo por tanto fue ABDA′-CABA′-CDABA′-C... . El pulso D que aparece en ambas trazas significaba que se podía realizar una localización usando las combinaciones AB/AC , AB/AD o AC/AD , dando un área más amplia de cobertura de alta precisión que el sistema de tres estaciones. [23]
La activación de los pulsos A se programó a 150 kHz mediante un oscilador local estable en la estación maestra, [24] pero en ocasiones la sincronización se cambió deliberadamente. El tiempo transcurrido durante 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 siguiente descripción hace referencia 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 muestra la mitad del tiempo de la señal). Se utilizó un oscilador local de mucha menor 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 el mismo tiempo que la estación maestra, por lo que el operador verá el patrón de señales que se desplazan por la pantalla. Se usó una perilla de control que ajustaba el oscilador para sintonizar la frecuencia del oscilador local hasta que las señales en la pantalla quedaron estacionarias, 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 de la traza inferior.
Se utilizaron interruptores giratorios seguidos de un ajuste fino para colocar 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", lo que agregaría líneas adicionales a la pantalla y muestra los pulsos A y A′ encima de 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 activó un interruptor, denominado "interruptor de limpieza", y se anotó el momento de la reparación. El interruptor de borrado 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 gráfico reticular. [25]
Las señales de diferentes cadenas estaban muy espaciadas en frecuencia, lo suficientemente cerca como para que el receptor R1355 de banda ancha a menudo sintonizara 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 estabilizó de modo que los trenes de pulsos aparecieran en un solo lugar de la pantalla, se podían ver los pulsos A′ parpadeando con un patrón establecido (por lo tanto, "apagados" en la pantalla). Esto permitió al operador determinar la identidad de la señal maestra y así seleccionar la cadena que querían usar colocando su señal A' asociada en la parte inferior izquierda. [26]
A largas distancias, las líneas hiperbólicas se aproximan a líneas rectas que irradian desde el centro de la línea de base. Cuando se consideran dos de estas señales de una sola cadena, el patrón de líneas resultante se vuelve cada vez más paralelo a medida que la distancia de la línea base se vuelve más pequeña en comparación con el rango. Así, en distancias cortas las líneas se cruzan en ángulos cercanos a los 90 grados, y este ángulo se reduce constantemente con la distancia. 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 sincronización se basó en 1/10 de una unidad Gee, o 6,66 μs. Esto corresponde a una distancia de 2.000 m (1,24 millas). 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). Ésta es la precisión básica del sistema Gee, al menos en rangos más cortos y en ubicaciones cercanas al centro de las líneas de base donde las líneas hiperbólicas eran casi perpendiculares. En la práctica, la precisión era función del alcance de los transmisores y variaba aproximadamente con el cuadrado de la distancia. [28] En distancias cortas se informaron precisiones de 165 yardas (151 m), mientras que en distancias largas sobre Alemania se citó en aproximadamente 1 milla (1,6 km). [26]
El lado aerotransportado del Gee Mk. El sistema II constaba de dos partes, el receptor de radio R1355 y el osciloscopio de unidad indicadora tipo 62 (o 62A). Los dos estaban conectados por dos cables gruesos, uno de los cuales transportaba la señal de vídeo y el segundo llevaba la alimentación al indicador; la fuente de alimentación estaba integrada 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 movía la fuente de alimentación de esta última a la unidad de visualización.
El R1355 fue diseñado para permitir que la Unidad de Radiofrecuencia (RFU) se cambie fácilmente en vuelo. Esto permitió al navegante seleccionar diferentes Gee Chains, y la operación de cambio tomó solo aproximadamente un minuto. También se podría utilizar 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 sólo cambió ligeramente. En lugar de que el oscilador local en la unidad de visualización sincronizara el barrido, la señal de disparo se envió desde un temporizador integrado. La señal también fue amplificada y enviada para interrogar a las estaciones terrestres distantes, cuyas señales de respuesta se recibieron en el receptor Gee existente. En teoría, esto podría usarse para calcular una solución exactamente de la misma manera que con Gee, usando diferentes gráficos. Sin embargo, navegar hacia un objetivo utilizando un sistema de este tipo sería complejo; Se tendrían que realizar múltiples correcciones a lo largo del tiempo y luego promediarlas para calcular la velocidad y dirección del avance.
En cambio, Gee-H se usó de manera similar al sistema Oboe anterior. El navegante primero elegiría una estación para que fuera la señal del "gato", usándola como baliza de navegación principal. Se midió el alcance desde la estación del gato hasta el objetivo y luego se calculó el retraso de la señal que se vería en ese rango. Se configuró un temporizador en la unidad para este retraso, lo que produjo una señal separada similar a una A en la pantalla en ese punto fijo. El pulso recibido de la estación "cat" también se mostraría en el mismo trazo. Al indicarle al piloto que girara a la izquierda o a la derecha, el navegador guiaría al bombardero hasta que las dos líneas se superpusieran con precisión, lo que significaba que el bombardero volaba a una distancia precisa de la estación. Luego, el piloto volaría la aeronave a lo largo del arco circular que los llevaría sobre el punto de mira, con correcciones periódicas por parte del navegador según fuera necesario para realinear las dos señales. La señal recibida de la segunda estación, "ratón", también se configuró para mostrarse en la traza inferior, pero en este caso, la distancia continuaría cambiando a medida que el avión volaba a lo largo del arco de la estación "gato". Cuando esta señal se superpuso al rango preestablecido del "mouse", la carga útil se abandonó.
El uso de este método de operación redujo en gran medida la carga de trabajo del navegador. Durante gran parte de la misión, simplemente tuvo que mantener las señales en el trazo superior alineadas en la pantalla y luego observar periódicamente las señales inferiores para determinar el tiempo. Además, debido a que las mediciones siempre se miden como líneas directas desde la estación, a diferencia de curvas hiperbólicas, la precisión cayó linealmente en lugar de hacerlo con el cuadrado de la distancia. De este modo, Gee-H podría guiar al bombardero hasta 120 yardas sobre Alemania, una mejora dramática con respecto a la precisión de aproximadamente 1 milla de 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 direcciones, por lo que, si se detectaban, no revelaban 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 utilizar el sistema al mismo tiempo.
Gee era muy susceptible a las interferencias; todo lo que los alemanes tenían que hacer era irradiar pulsos falsos que hacían imposible determinar cuál era una señal real de las estaciones y cuál se transmitía desde un bloqueador. Esto podría arreglarse fácilmente ubicando otra estación esclava en Francia o los Países Bajos y modificando su retraso y intensidad de la señal para que sus señales parezcan similares a las de una de las estaciones en el Reino Unido. Esto sólo funcionó en Alemania; Cuando los aviones sobrevuelan el Reino Unido, la señal parece demasiado débil. Utilizando receptores de radio convencionales y antenas de cuadro para radiogoniometría, los operadores de radio pudieron determinar cuál de las señales era falsa. Incluso si estaba atrapado sobre territorio enemigo, Gee tenía la ventaja extremadamente útil de proporcionar una solución de navegación confiable una vez que los aviones de regreso sobrevolaban el Mar del Norte al regresar de las operaciones, lo que facilitaba a los bombarderos que regresaban encontrar sus aeródromos con la consiguiente reducción de pérdidas debido a accidentes.
Cada cadena tenía una palabra clave que utilizaba los nombres de los estados estadounidenses, lo que sugería que era para el uso de aviones estadounidenses. [30]
Nota: AMES es la abreviatura de Estación Experimental del Ministerio del Aire .
Se llevaron a cabo trabajos de prueba, incluida la sincronización y la intensidad de la señal, en varios lugares durante gran parte de 1941, con las cuatro estaciones transmisoras en Daventry (maestra), Ventnor, Stenigot y Clee Hill (esclavas), y la estación de monitoreo en Great Bromley funcionando como un cadena experimental a partir de julio.
La cadena del Este entró en funcionamiento (en lugar de realizar pruebas) a partir de marzo de 1942, y se utilizó en las principales y exitosas incursiones del "Bombardero" Harris en Lübeck y Colonia esa primavera. Su cuartel general y estación de monitoreo, inicialmente en Great Bromley , se trasladaron 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 de archivo nacionales; mapas del Ministerio del Aire de los sitios de Gt Bromley y Barkway en el Museo de la RAF; JP Foynes "AMES 24: The Pylons at Great Bromley"). En pleno funcionamiento el 22 de junio de 1942.
Virginia: [30] 48,75 MHz [30]
Fuente: [30]
Virginia: 48,75 MHz. Las cadenas del Este y del Sur (Virginia) no podían operar simultáneamente.
Carolina: 44,90 MHz. Utilizado 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 operó 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]
Operativo 18 de abril de 1944
Se planeó una cadena occidental pero se canceló. [30]
Fuente: [30]
Operativo durante unos seis meses en 1945.
Planificado:
Operacional:
Fuente: [30]
En 1945, después del día VE, se planeó redesplegar un gran número de bombarderos Lancaster en Asia para apoyar la guerra contra Japón y para ayudar a guiar a los bombarderos durante la transferencia. Las cadenas Gee estaban en proceso de instalación bajo la dirección de Air Vice. -Mariscal Max Aitken. Este trabajo cesó una vez que se lanzaron las bombas atómicas. Se estaba instalando una estación en Nablus, Palestina, bajo el control de RAF MedME en El Cairo.
Había otra cadena Indiana que usaba 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]
Operativo el 5 de octubre de 1944. 83,5 MHz
Fuente: [30]
Operativo el 9 de octubre de 1944, reemplazado por equipo móvil pesado el 23 de octubre de 1944 y se convirtió en la Cadena del Ruhr.
80,5 MHz (?)
Fuente: [30]
Operativo el 21 de marzo de 1945 utilizando unidades ligeras Tipo 100. Reemplazado con unidades pesadas de la Cadena de Reims. 50,5MHz
[30]
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Lo planeé, pero decidí que ya no era necesario, aunque decidí seguir adelante como parte de la organización Gee de posguerra. Operativo 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 sitios nuevos.
Después de la Segunda Guerra Mundial, la RAF trasladó dos de las tres cadenas Gee en tiempos de guerra a Inglaterra. Cadenas Este y Suroeste (cuatro estaciones cada una) y cadena Sur de tres estaciones. La cadena del Sur se convirtió en una cadena de Londres de cuatro estaciones y la cadena del Este se convirtió en una cadena de Midland. Esto fue planeado 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 otro en las Shetland . [33]
Inaugurado alrededor de 1948 y cerrado a principios de 1969. [34]
Estación principal: Lowther Hill
Estaciones de esclavos:
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 1955-1959 que parecían más un engaño que realmente operativas. Eran 550 SU en Fort Spijkerboor en las afueras de Purmerend , Holanda; 889 SU en Eckernförde en el norte de Alemania; y 330 SU en las afueras de Ingolstadt en Baviera, Alemania. Estas estaciones rara vez estaban operativas, o nunca, a finales de la década de 1950. 330Su era una fusión de 3 unidades 330. 259 y 953 unidades de señales y estuvo en funcionamiento continuo en Ingolstadt desde mayo de 1958 hasta septiembre de 1961. Las otras 2 unidades que formaban esta cadena estaban en Oberkirchen y Schleswig . Los tres tenían atractivos particulares: Ingolstadt tenía acceso al principal PX del ejército estadounidense en Munich . Oberkirchen estaba cerca del centro de deportes de invierno NAAFI y Schleswig estaba en las dunas junto a la zona de baño nudista.
