Кіріспе
Gee H, кейде G H немесе GEE H деп жазылады, Ұлыбританияның Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде RAF Бомбалау командына көмек көрсету үшін жасаған радио навигациялық жүйесі. Атауы жүйенің бұрынғы Gee жабдығын пайдалануымен, сондай-ақ орналасуды анықтаудың "H принципі" немесе "екі қашықтық принципі" қолданылуымен байланысты. Оның ресми атауы AMES Type 100 болды. Gee H, ұқсас жұмыс істеген Oboe бомбалау жүйесін ығыстырды. Радиостанцияға дейінгі қашықтықты өлшеу және оны сақтап тұру арқылы бомбалаушы аспандағы доға бойымен жүзе алатын. Бомбалар екінші станциядан белгіленген қашықтыққа жеткенде тасталды. Oboe мен Gee H арасындағы басты айырмашылық жабдықтың орналасуында болды: Oboe жердегі станциялардағы үлкен дисплейлерді өте дәл өлшеулер үшін пайдаланды, бірақ бір уақытта тек бір ғана ұшақты бағыттай алды. Gee H ұшақта орналасқан әлдеқайда кіші жүйелерді пайдаланды және бір уақытта 80-ге дейін ұшақты басқара алды. Gee H 1943 жылдың қазан айында қолданысқа енгізілді және қараша айында Дюссельдорфтағы Маннесманн болат зауытына қарсы 1-2 қараша түнде алғаш рет сәтті қолданылды, бірақ жиынтықтың жартысы сәтсіз аяқталып, зауытты бомбалауға бар болғаны 15 ұшақ қалды. Gee H соғыс бойы қолданыста болды, бірақ немістердің кедергісіне ұшырады. Ол соғыстан кейінгі RAF ұшақтарының, мысалы, English Electric Canberra-ның стандартты жабдығы болып қала берді. Gee H, RCA компаниясымен АҚШ-тың соғыс кезеңіндегі SHORAN жүйесіне дәлдігі жақсартылған күйде бейімделді. Осы негізгі принцип бүгінде азаматтық DME жүйесі ретінде кеңінен қолданылады.
Gee H, sometimes written G H or GEE H, was a radio navigation system developed by Britain during World War II to aid RAF Bomber Command. The name refers to the system's use of the earlier Gee equipment, as well as its use of the "H principle" or "twin range principle" of location determination. Its official name was AMES Type 100. Gee H was used to supplant the Oboe bombing system which worked along similar lines. By measuring and keeping a fixed distance to a radio station, the bomber could navigate along an arc in the sky. The bombs were dropped when they reached a set distance from a second station. The main difference between Oboe and Gee H was the location of the equipment; Oboe used large displays in ground stations to take very accurate measurements but could only direct one aircraft at a time. Gee H used much smaller systems onboard aircraft and while somewhat less accurate, could direct as many as 80 aircraft at a time. Gee H entered service in October 1943 and first used successfully in November against the Mannesmann steel works at Düsseldorf on the night of 1/2 November, when about half of the sets failed leaving only 15 aircraft to bomb the factory. Gee H remained in use throughout the war, although it was subject to considerable jamming from the Germans. It also remained a standard fixture of post war RAF aircraft like the English Electric Canberra. Gee H was adapted by RCA into the US wartime SHORAN system with improved accuracy. The same basic concept remains in widespread use today as the civilian DME system.
Қашықтықты өлшейтін навигация
2D кеңістікте орнын анықтау үшін бұрыш немесе арақашықтықты екі рет өлшеу қажет – екі бұрыш өлшеу, екі қашықтықты өлшеу немесе бір бұрыш және бір қашықтықты өлшеу. Ертедегі радио-навигация көбінесе радио-бағыт тапқыштарды пайдаланып екі бұрыш өлшеуге негізделген, бірақ олардың дәлдігі бірнеше градусқа ғана жететін, ал дәлдігі ондаған шақырымды құрады. Радиосигналдардың уақытын дәл өлшеу мүмкіндігі туғанша, қашықтыққа негізделген жүйелердің дамуы күтілуге тиіс болды, бұл радардың дамуының нәтижесінде болды. 1941 жылы Люфтваффе Y Gerät жүйесімен қашықтықты өлшеуге негізделген радио-навигациялық жүйелерді қолдануда алғашқы болып табылды. Y Gerät бомбалаушыны дұрыс бағытта басқару үшін Knickebein сияқты бір сәулені және қашықтықты өлшеу үшін борттағы транспондерді пайдаланды. Жердегі станциядан белгілі бір сигнал мерзімімен жіберілетін, ал қабылданғаннан кейін транспондер белгілі бір кешігуден кейін жауап импульсін жіберетін. Жердегі оператор осциллоскопты пайдаланып, хабар тарату мен қабылдау арасындағы уақытты өлшеді және дәстүрлі радар жүйелеріне ұқсас әдіспен қашықтықты анықтады. Одан кейін ол бұл ақпаратты бомбалаушыға дауыс арқылы жеткізіп, бомбаларды қашан тастау керектігін айтты. Сәулелік навигация жүйесінің кемшілігі – сәулелерді толыққанды бағыттау мүмкін емес, олар желкен тәрізді таралып, таратушыдан қашықтық артқан сайын кеңейеді. Бұл олардың қашықтық артқан сайын дәлдігі төмендейді дегенді білдіреді. Қашықтықты өлшеу тек жабдықтың дәлдігіне байланысты және қашықтыққа тәуелсіз. Бұл олардың дәлдігі өлшеудің тұрақты пайызы екенін және қашықтықпен сызықтық байланыста екенін білдіреді. Мұндай екі өлшеуді пайдаланып орнын анықтауға болады, бірақ мұндай жүйелерді қолдану қиын, себебі оларға екі қашықтықты жылдам кезекпен, ұшақ қозғалып тұрғанда өлшеу қажет.
Обо
Әуе министрлігі 1941 жылдың соңында Pathfinder Force күштеріне жеткен және 1942 жылы тәжірибелік түрде қолданылған Oboe деп аталатын қашықтықты өлшеу жүйесін әзірледі. Oboe екі қашықтықты бір мезгілде өлшеу мәселесін бір өлшеуішпен шешіп берді. Миссияға дейін, Oboe станцияларының бірінен нысанаға дейінгі қашықтық өлшенді және осы радиустың доғасы стандартты навигациялық картаға түсірілді. Мысалы, Дюссельдорф қаласындағы нысанаға шабуыл жасау үшін Вальмер маңындағы Oboe станциясынан нысанаға дейінгі қашықтық шамамен; станция төңірегіне сол радиуста доға салынды, ол Дюссельдорф қаласынан өтетін. Енді бомбалардың "қашықтығы" – бомбалар түсірілген және соққан жер арасындағы қашықтық есептеледі. Биіктік бойынша миссияларда, қашықтық әдетте де Хавилленд Москито сияқты жоғары жылдамдықты ұшақ үшін шамамен болады. Жоспарлаушылар нысанаға тию үшін бомбаларды қай жерде түсіру керек екенін есептейді. Бұл есептеу жерде жүргізілді, жел, атмосфералық қысым және тіпті ұшақтың радиус қисығын ұшқанда туындайтын шағын центробегтік күшті ескеруге мүмкіндік берді. Миссия кезінде бомбалаушы экипажы навигация құралдарын, соның ішінде өлі есептеуді пайдаланып, доғаның бір шетіне ұшады. Олар нысанаға жақындағанда, транспондер іске қосылып, Oboe станциясы олардың қашықтығын өлшейді. Бұл "мысық" станциясы нүктелер немесе сызықтар түрінде радио жиілігімен дыбыс сигналын жібереді, бұл ұшқышқа жолды дұрыс қашықтықта орнатуға мүмкіндік береді, онда сигнал тұрақты тон, "эквисигнал" болып табылады. Операторлар ұшақтың орнын бақылап, қажет болған жағдайда түзету сигналдарын жібереді, осылайша ұшқыш доға бойымен бағытты түзете алады. Екінші станция да бомбалаушыға дейінгі қашықтықты өлшейді. Бұл станция бомбаның бұрын есептелген қашықтығымен жабдықталған және оны бомбалар тасталатын жерде олардың станциясы мен бомбалаушы арасындағы қашықтықты есептеу үшін қолданды. Бұл "тышқан" станциясы бомбалаушы ұшақтың жерге түсіру нүктесіне жақындағанын көргенде, ол Морзе кодымен сигнал жіберіп, ұшқышқа жерге түсіру нүктесі жақындап келе жатқанын хабарлайды. Дұрыс сәтте, ол автоматты түрде бомбаларды түсіретін тағы бір Морзе сигналын жібереді. Oboe-ның басты шектеуі – бір уақытта тек бір ғана ұшақпен қолдануға болатындығы еді. Бомбалаушының доғаға түсуіне шамамен он минут уақыт кеткендіктен, бұл кешігу жүйеге бірден-бір ұшақтармен үлкен рейд жасауға мүмкіндік бермеді. Оның орнына, Oboe бағдарлаушы күштің нысананы белгілеу ұшағын бағыттау үшін қолданылды, бұл бомбалаушылардың негізгі күшіне кез келген ауа райында дәл нысананы табуға мүмкіндік берді. Кейде Oboe бір-бірінен кейін ұшып келе жатқан бір немесе аздаған ұшақтардың нысаналарына шабуыл жасағанда қолданылды. Сынақтарда Oboe жақсы ауа райында оптикалық бомбаға қарсы бағыттаушыдан да жақсы дәлдік көрсетті.
Жаңа тәсіл
Oboe бір ғана ұшаққа шектелген, себебі борттағы транспондері жердегі станциялар сұраған сайын импульстар жіберетін. Егер бірден көп ұшақ транспондерлерін қосса, жердегі станциялар әр сұранысқа бірнеше қайтару импульсін ала бастайды, олардың арасын ажырату мүмкін емес. Бұл мәселені шешудің бір жолы – әр Oboe станциясының ұшаққа таратуға арналған сигналының қабықшасын өзгерту арқылы сәл өзгеше сигнал жіберуі. Сигналдың әртүрлі модификацияларына ие ұқсас станциялар Ұлыбритания бойынша орналасуы мүмкін, осылайша олардың барлығы Германиядағы ұшаққа көрінеді. Транспондерін қосқан ұшақ олардан барлық сигналды қабылдап, қайта жібереді. Жердегі барлық станциялар барлық сигналды қабылдаса да, олар өздеріне тән сигналды іздеу арқылы өздерін анықтай алады. Бұл өзгеріс көптеген Oboe станцияларының бір уақытта жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, бірақ егер бірден көп ұшақ транспондерлерін қосса, жағдайға көмектеспейді. Енді таратушы мен қабылдағыштардың орнын ауыстырып қарастырайық, яғни қабылдағыш ұшақта, ал таратушы жерде болсын. Қазір әр ұшақ өзгеше сигнал үлгісін жасайды, ал ұшақтағы операторлар өз сигналын іздеп, қалғандарын елемеуге болады. Кез келген ұшақ бір станцияны бір уақытта пайдалана алады. Егер жердегі станция сигналды жылдам өңдеуге жабдықталған болса және ұшақтар тым жиі сұрау жібермесе, бірнеше ұшақтың бір уақытта станцияға сұрау салу ықтималдығы төмен. Бұл Gee H-нің негізгі қағидасы.
М-м-м-м
Бомбалаушылар командасы қолданған алғашқы радио-навигациялық жүйе Gee болды. Ол жердегі станциялардан белгілі уақыт аралығымен екі импульс жіберіп, оларды ұшақтар қабылдап, осциллоскоптан оқитын. Хабарлардың таралу уақыты бірдей болмайтын, әр станцияда әртүрлі болатын. Сондықтан бомбалаушы ұшақтағы жабдыққа осыған сәйкес реттеуге мүмкіндік беретін жүйе болды. Қабылдағышта жергілікті генератор бар, ол уақыт базасын қамтамасыз етеді. Қабылдағышты алғаш қосқанда, жердегі станциядан келетін импульстер дисплейде жылжиды, себебі екі уақыт базасы синхронды емес еді. Оператор импульстер қозғалмайынша генераторды реттеді, яғни жергілікті генератор импульс жиілігімен дәл сәйкес келді. Қабылдағышта осы типтегі екі толық жүйе болды, бұл операторға екі станцияның сигналдарын қабылдауға, оларды оңай салыстыруға және бір мезгілде өлшеулер жасауға мүмкіндік берді. Жаңа конструкцияны тез енгізу үшін Gee жабдығын мүмкіндігінше көп пайдалануға шешім қабылданды. Gee-де осциллоскоп дисплейі мен қабылдағыш блогы болды, сондықтан қанағаттандырушы станция қабылдағышын іске қосатын хабар таратушы блогы ғана қажет болды. Бұл Gee сияқты жиілікте жұмыс істеуге арналған, сондықтан бомбалаушылардағы қабылдағыш және дисплей жабдықтарын пайдалануға болады. Жаңа бергіш секундына 100 рет импульс жіберді. Импульстердің уақыты шамалы алға жылжытылды немесе секундына 100-ден кейінге шегерілді. Бұл әрбір ұшақтың сәл өзгеше уақытқа ие екенін білдірді. Дәл сол сигнал Gee дисплейіне де жіберілді, бұл Gee-дің қолмен реттелетін генераторын пайдаланудың орнына дисплейдің бетінен қозғалатын сәулені бастады. Осылайша, импульс аралығы бірдей болмаған қабылданған сигналдар дәл реттелмеген Gee сияқты бір бағытта немесе екінші бағытта жылжиды. Тек ұшақтың өзінен шыққан сигналдар ғана дисплейде бір сызыққа келіп, қозғалмайтын болады. Бұл уақытқа қасақана түзету "житерлеу" деп аталды. Бастапқы Gee-ден кешігу әлі де қолданылды; навигатор ең алдымен Gee дисплейіндегі жоғарғы іздің кешігуін олар ұшып баратын доғаның радиусына сәйкес келетін белгілі бір санға қоятын. Бұл дисплей бетінде жергілікті бергіштен "блипті" жылжитады. Қабылданған сигналдар кері айналып дисплейге жіберіледі. Осылай ол ұшқышты оң бағытқа бағыттап, жоғары және төменгі белгілер бір бағытта болғанша, бағытты көрсете алады. Екінші арнада да дәл осылай істелді, оны бомбалар тасталатын жерге орнатты. Олар бір станциядан бірдей қашықтықта болғандықтан, операторға тек мерзімді түрде тексеру қажет болды, белсенді белгілер дисплейде баяу жылжыған кезде төменгі ізді жылжыта отырып, олар бір-бірімен жақындағанша және бомбалар тасталғанша. Трансивердің импульсті қабылдап, жауап беру және қабылдау жағдайына оралу уақыты шамамен 100 микросекунд болды. Импульс уақыты секундына 100 болса, қабылдағыш кез келген ұшақтың сигналына жауап беру үшін секундына 10 мс-ден жұмыс істейді. Бұл 990 мс басқа ұшақтарға жауап беруге мүмкіндік береді, теориялық сыйымдылығы 100 ұшақ. "Житерлеуге" байланысты бір уақытта 70-80 ұшақ станцияны пайдалана алады. Бұл жүйеде әрбір ұшақ өзінің уақытын таңдап алатын қосымша артықшылық бар, бұл кедергілерді қиындатады. Gee және Y Gerät сияқты импульстік навигациялық жүйелердің көпшілігімен, жүйеге қосымша импульстерді бірдей жиілікте жіберу арқылы кедергі келтіру өте оңай, бұл дисплейді бұғаттап, операторға сигналды оқуды өте қиын етеді. Британдықтар бұл әдісті Y Gerät-ке қарсы тиімді қолданды, ал немістер Gee-ге қарсы пайдасын қайтарып берді. Соғыстың соңғы кезеңінде Gee бомбалау үшін жарамсыз болды және Англияға оралғанда негізінен навигациялық көмек ретінде пайдаланылды. Gee H жағдайында әр ұшақтың ерекше уақыты болды; қабылдағышты бұғаттау үшін бұғаттағыш та осындай уақытқа ие болуы керек еді. Бір сигналды ондаған ұшақ пайдаланатындықтан, ондаған бұғаттағыш құрылғылар қажет болады. Сонымен қатар ондаған қабылдағыштар болғандықтан, көптеген пайдаланылмаған қаптама сигналдары болғандықтан, кедергі проблемасының ауқымы әлдеқайда қиын болды. Gee H жүйесі Gee жабдығын қолданғандықтан, тергеу беруді тоқтату оны қайтадан қалыпты Gee құрылғысына айналдырды. Типик миссияда, топтық Ги үшін Англиядан шығып, бомбалаушы ағымына айналған кезде, миссия кезінде Ги Х үшін және әуе базасын табу үшін қайтып оралған кезде Ги үшін пайдаланылатын. Gee картадан тікелей оқуға болатындықтан, ол жалпы навигация үшін өте пайдалы болды, ал Gee H тек бір жерге бару үшін ғана қолданылды. Gee H-тың басты кемшілігі Gee жабдығын пайдаланудың жанама салдары болды; жоғары жиілікті пайдалану қабылдағыштың тарлығын арттырады, бұл уақыт өлшеулерін дәлірек етуге және осылайша дәлдікті жақсартуға мүмкіндік береді. Бірақ жүйе Gee-дің кішкентай осциллоскопын өлшеу үшін пайдаланғандықтан, Oboe сияқты 12 дюймдік осциллоскоптармен салыстырғанда визуалды дәлдігі төмен болды. Gee H 300 миль қашықтықта шамамен 150 ярдтық дәлдікке жетті, ал Oboe шамамен 50 ярдқа дейін дәл болды. Барлық ВЧ және УВЧ негізіндегі жүйелер сияқты, Gee H көру сызығынан тыс қашықтықтармен шектелді, бұл жағдайда оны шамамен 300 мильге дейін шектеді. Gee H операция Глиммердің кілттік бөлігі болды, бұл операция Оверлорд кезіндегі шатырдан тыс "шабуыл", ол Каледегі неміс қорғанысын алаңдатып, ұстап тұрды, ал нағыз шабуыл флоты Нормандияда 200 миль қашықтықта болды. Gee H жабдықталған 218 эскадрилья ұшақтары төмен ұшып, тығыз шеңберлерде айналып, радар транспондері бар шағын кемелерге "Терезе" (шаң) тастады, неміс радарларын олар басты шабуыл флоты екендігіне сендіру үшін.
Әуе министрлігі белгілері
Gee H Mk. I Әуедегі радио орнатылысы (ARI) 5525
Gee H Mk. II ARI 5597
Gee H Mk. II (Тропикалық) ARI 5696
Gee H Mk. II ARI 5597
Gee H Mk. II (Tropicalised) ARI 5696