Введение

Британская система бомбонацеливания Oboe была разработана для обеспечения высокой точности бомбометания с британских самолетов в любую погоду, днем или ночью. Система Oboe объединяла радиолокационное сопровождение с технологией радиоответчиков. Для наведения использовались две удаленные друг от друга радиолокационные станции, отслеживающие самолет. Перед вылетом создавались два круга, по одному вокруг каждой станции, пересекающиеся в точке сброса бомб. Операторы, используя радары и данные от транспондеров на самолете, направляли бомбардировщик вдоль одного из кругов и осуществляли сброс бомб в точке их пересечения. Система была разработана в 1942 году в Исследовательском телекоммуникационном учреждении в Малверне (Уорстершир) в тесном сотрудничестве с 109-й эскадрильей. К декабрю 1942 года была создана работоспособная система. Первое крупное применение Oboe состоялось в марте 1943 года, когда она использовалась для целеуказания на завод Круппа при атаке на Эссен. В течение месяца система успешно применялась для обозначения целей для основных сил против немецкого промышленного центра в Руре и при атаках на Кельн. До ноября 1943 года Oboe успешно использовалась против целей в пределах радиуса действия 250 миль. В декабре 1943 года командование бомбардировочной авиации начало кампанию, от которой, как надеялись, зависел исход войны – Битву за Берлин. Берлин находился за пределами досягаемости даже для самых высоко летающих самолетов Королевских ВВС, и, следовательно, вне зоны действия Oboe. Кампания должна была опираться на обычную навигацию и систему H2S. Последующие четыре месяца усилия бомбардировочной авиации против Берлина не увенчались успехом. В конце марта командование бомбардировочной авиации было подчинено командованию SHAEF для подготовки к вторжению в оккупированную Европу. Эти миссии на север Франции позволили Oboe вновь продемонстрировать свою эффективность в точном сбросе целеуказателей или бомб, независимо от погодных условий или видимости цели. Ни H2S, ни Gee H не могли обеспечить такую же точность, как Oboe. Система использовалась для наведения как самолетов целеуказания для основных сил, так и бомбардировщиков, выполнявших высокоточные удары по важным объектам, посредством индивидуального наведения каждого самолета. Oboe была самой точной системой бомбометания, использовавшейся во время войны.

Предыстория

Для точного определения своего местоположения относительно объектов на земле необходимы две точки данных: два угла (как при триангуляции), два расстояния (трилатерация) или угол и расстояние (VOR/DME). Использование радио для получения некоторых или всех этих измерений было областью постоянной разработки, предшествовавшей началу войны. Немцы первыми применили этот подход в оперативных системах, таких как «Луч Лоренца» и X Gerät, которые использовали два узконаправленных сигнала, пересекающихся в точке неба для указания цели методом триангуляции. Позже, во время «Блица», немцы представили Y Gerät, который объединял один «Луч Лоренца» с измерением расстояния на основе ответчика для определения местоположения. Проблема всех этих систем заключалась в том, что они предоставляли информацию только в пределах узких лучей и не подходили для навигации общего назначения. Более полезной системой стала система Gee, разработанная Королевскими ВВС, которая использовала два синхронизированных сигнала, позволявших навигатору на бомбардировщике определять свое местоположение методом трилатерации. Ее можно было использовать в любой точке прямой видимости передающих станций в Великобритании и, как правило, обеспечивала приемлемый сигнал на расстоянии около , в зависимости от высоты полета самолета. Gee отображалась на экране осциллографа шириной около , что ограничивало точность измерения времени. В результате точность Gee составляла порядка километров, что было чрезвычайно полезно для навигации и ковровых бомбардировок, но не обеспечивало необходимой точности для точечных ударов. Поскольку точность Gee во многом зависела от физических размеров индикаторного устройства, ее можно было повысить, используя дисплей большего размера. Однако в те ранние годы разработки электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) такие дисплеи были чрезвычайно дорогими и громоздкими, что делало их непригодными для установки на большое количество самолетов Командования бомбардировщиков.

Первоначальное предложение

Концепция изменения схемы отображения так, чтобы дисплей находился на земле, а передатчик – на самолете, была очевидной. Впервые ее предложил Алек Ривз из Standard Telephones and Cables в 1940 году, а затем формально представил с помощью Фрэнсиса Джонса весной 1941 года. Основная идея заключалась в использовании двух наземных станций, которые периодически отправляли сигналы на близких, но различных частотах. Самолет нес транспондеры, по одному для каждого сигнала, которые переизлучали сигналы после приема. Путем измерения общего времени прохождения сигнала от передачи до приема и деления его на удвоенную скорость света (сигнал проходит к самолету и обратно) можно было определить расстояние до самолета. Это было по сути то же самое, что и радиолокация, за исключением того, что транспондер значительно усиливал сигналы для обратного пути, что повышало точность за счет обеспечения сильных, четко определенных импульсов сигнала. Практической проблемой было использование этих измерений дальности для наведения бомбардировщика на цель. В случае с Y Gerät использовался один луч, который создавал естественный маршрут для полета бомбардировщика. Необходимо было измерить только дальность вдоль этого маршрута и передать ее экипажу бомбардировщика. В случае системы, использующей два измерения дальности, не было естественного маршрута в небе, по которому мог бы следовать самолет. Определение местоположения и направления осуществлялось путем передачи двух измерений дальности в помещение для нанесения на карту, построения дуг от станций на этих измеренных расстояниях и определения точки их пересечения. Однако это занимало время, в течение которого самолет перемещался, что делало процесс слишком медленным для достижения необходимой точности. Система Oboe нашла простое решение этой проблемы. Перед выполнением задания определялся маршрут, представляющий собой дугу окружности, радиус которой, измеренный с одной из двух станций, проходил через цель. Эта станция получила название "Кот". Затем самолет, используя обычные навигационные методы – счисление пути или Gee, если он был оснащен, – занимал позицию на некотором расстоянии к северу или к югу от цели, вблизи этой линии. После этого они начинали полет к цели, и в этот момент оператор на станции "Кот" передавал корректировки, чтобы самолет летел ближе или дальше от станции, пока не оказывался на правильном расстоянии, чтобы оставаться на дуге. Станция "Кот" продолжала удерживать самолет на этом точном расстоянии по мере его полета к цели, заставляя его двигаться по заранее определенной дуге. Вторая станция, получившая кодовое название "Мышь", также рассчитывала дальность до цели до начала задания. Когда бомбардировщик приближался к заранее определенной дальности, операторы сначала передавали предупреждение "внимание", чтобы сообщить стрелку-бомбардиру, когда начинать заход на цель, а затем второй сигнал в нужный момент для сброса бомб. При использовании этого метода станциям не требовалось сравнивать измерения или выполнять тригонометрические расчеты для определения фактического местоположения в пространстве. Каждая станция выполняла простые измерения дальности непосредственно с экрана и отправляла свои отдельные корректировки самолету. На практике дальность не передавалась голосом. Вместо этого генератор тона создавал точки или тире азбуки Морзе под управлением операторов. Это было похоже на лучевые системы, такие как Lorenz, с которыми британские экипажи уже были знакомы, используя их в качестве средства посадки вслепую в довоенный период. Если самолет находился слишком близко к станции, оператор передавал сигнал точкой, а если слишком далеко – тире. Эти два сигнала можно было смешивать так, что по мере приближения к правильной дальности точки заполняли промежутки между тире, формируя непрерывный тон. Периодически сигнал прерывался для передачи буквы, указывающей, насколько самолет отклонился от правильной дальности: X – сильно отклонился, Y – умеренно, Z – незначительно. Аналогично, станция "Мышь" отправляла серию прерывистых сигналов, чтобы указать этап сближения: S – начало сближения, затем A, B, C и D по мере приближения самолета.

Разработка и испытания

Однако в этом подходе было несколько очевидных проблем. Одна из наиболее явных заключалась в том, что любая наземная станция могла отслеживать только один самолет одновременно, в отличие от Gee, где любой бомбардировщик мог принимать сигналы из Великобритании и выполнять необходимые вычисления. Это не исключило систему сразу как бесполезную; Y Gerät имел то же ограничение, поэтому он использовался для целеуказания, управляя одним самолетом и заставляя его сбрасывать осветительные ракеты для последующих самолетов. Британцы приняли аналогичное решение. Более серьезной проблемой было то, что бомбардировщику приходилось лететь прямо и ровно по слегка изогнутой траектории, пока наземная станция контролировала его дальность по мере приближения к цели. В это время самолет был бы уязвим для атак, что некоторые считали почти самоубийственным. Кроме того, британцы без труда глушили немецкую систему Y Gerät, даже до ее широкого применения. Не было оснований полагать, что немцы не поступят так же с Oboe, как только обнаружат сигналы. Несмотря на широкое сопротивление использованию Oboe, А. П. Роу приказал начать разработку. Разработка велась как на длине волны 1,5 м, используемой большинством ранних британских радиолокационных систем, так и на новой, "модной" микроволновой длине волны 10 см, обеспечиваемой полостным магнетроном. Последняя не только обеспечивала бы более высокую точность, но и была бы в значительной степени невосприимчива к помехам, если бы немцы не разработали собственные мощные микроволновые устройства. Это произошло лишь в последние дни войны. Было установлено две станции как можно дальше на восток: одна в Дувре (Уолмер), а вторая в Кромере (RAF Тримингем). Во время каждой миссии одна из станций выступала в роли "Кошки", а другая – "Мыши". В ходе первых испытаний в сентябре 1941 года самолет, летевший по дуге из Дувра, продемонстрировал точность, превосходящую любой из используемых в то время методов бомбометания. Точность при сбросе бомб была несколько ниже, поскольку сами бомбы не были идентичными и имели незначительные различия в траекториях. Во время демонстрации для высшего руководства 2 июля 1942 года система показала реальную точность. В отличие от этого, даже при использовании передовых оптических прицелов, таких как Norden, средняя точность в 1942 году составляла около.
Oboe впервые был использован в экспериментальных операциях тяжелыми бомбардировщиками Short Stirling в декабре 1941 года при атаке Бреста. Эти самолеты имели относительно ограниченный потолок и были ограничены атаками с близкого расстояния, где поддерживалась прямая видимость Великобритании. В то время в командовании бомбардировочной авиацией шли острые дебаты об использовании "наводчиков" – специализированных самолетов и экипажей, которые должны были находить цели и использовать осветительные ракеты для их обозначения. Эта же тактика впервые была применена немцами во время блица, особенно Kampfgruppe 100, но ее эффективность была серьезно снижена из-за помех, создаваемых британцами. Тем не менее, концепция получила достаточную поддержку, чтобы сформировать небольшую группу самолетов Mosquito для работы в качестве наводчиков, используя обычные оптические прицелы. На практике это оказалось разочаровывающим, обеспечивая лишь незначительное улучшение точности. Однако Mosquito были единственными самолетами, способными летать на высотах, на которых сигналы Oboe могли приниматься над Германией. На встрече летом 1942 года было решено оснастить Mosquito системой Oboe. Преодолев прежнее сопротивление, добавление Oboe подорвало аргументы против специализированной роли, и формирование Pathfinder Force началось, несмотря на продолжающиеся возражения.

В эксплуатацию

Первые эксперименты с системой "Обоэ" в боевых условиях над Германией начались в ночь с 20 на 21 декабря 1942 года, когда небольшая группа из шести самолетов "Москито", оснащенных "Обоэ", была отправлена бомбить электростанцию в Луттераде (Нидерланды), на границе с Германией. Три комплекта вышли из строя, но три оставшихся самолета, под командованием командира эскадрильи Л. Э. Бафтона, смогли успешно сбросить бомбы. Последующая разведывательная миссия на следующий день показала, что можно было идентифицировать девять ворон от бомб, все они были сгруппированы близко друг к другу, но некоторые – вдали от цели. В течение декабря и января проводились аналогичные испытания с небольшим количеством самолетов "Обоэ", иногда сбрасывающих осветительные ракеты для небольшого числа следовавших за ними бомбардировщиков "Avro Lancaster". Поначалу немцы расценивали эти небольшие атаки как беспокоящие налеты, предназначенные для нарушения производства путем отправки рабочих в бомбоубежища. Однако вскоре стало ясно, что происходит нечто странное: самолеты сбрасывали всего от 6 до 10 бомб, часто сквозь плотную облачность, и от 80 до 90% из них попадали в цель – как правило, в доменные печи или электростанции. В ходе этих операций бомбардировщики использовали фотографические вспышки, которые освещали землю под самолетом, достаточные для фотосъемки. 7 января 1943 года гауптман Александр Даль обратил на это внимание и предположил, что немцы используют фотографии для корректировки погрешностей измерений новой системы бомбометания. Именно это и происходило. В Великобритании "Обоэ" демонстрировала точность в пределах десятков метров, но на континенте ранние испытания всегда давали худшие результаты. Вскоре стало очевидно, что промахи имеют определенную закономерность, которая, предположительно, была связана с различиями в геодезических сетях, используемых на континенте. Решение этой проблемы предоставили сами немцы: еще до войны они предприняли попытку откалибровать обе системы в ходе серии измерений через Ла-Манш, которые также получила британская геодезическая служба. Используя эти поправки, они смогли практически сразу устранить неточности. К концу весны экипажи Бомбардировочного командования достаточно отработали технику бомбометания по целеуказателям, чтобы начать крупные операции. Харрис начал серию налетов, известных как "Битва за Рур", начав с рейда на Эссен 5 марта, который дал довольно плохие результаты, несмотря на правильное целеуказание. Следующий крупный рейд против завода "Крупп" в Эссене 12/13 марта был несколько более успешным, за которым последовала череда налетов с разными результатами. Однако к маю техника была отлажена, и серия очень крупных налетов, обычно с 500–800 бомбардировщиками, демонстрировала все более успешные результаты. Среди них был налет на Дортмунд в конце мая, который привел к остановке производства на сталелитейном заводе "Хоеш", и налет на "Крупп" в конце июля, который, по словам Геббельса, вызвал "полную остановку производства на заводе Крупп". Анализ результатов показал, что количество бомб, попавших в цель, удвоилось по сравнению с периодом до внедрения "Обоэ".

Немецкие контрмеры

Миссии "Oboe" были четко идентифицируемы для немецких операторов радаров: самолеты начинали движение на некотором расстоянии к северу или к югу от цели, а затем приближались к ней по дугообразной траектории, которую немцы называли "Бумеранг". Хотя операторы быстро привыкли к этим самолетам, организовать их перехват – высоколетящих и быстроходных – оказалось крайне сложно. Немцам потребовалось больше года, чтобы разобраться в принципе работы системы, исследованиями которой руководил инженер Х. Виддра, обнаруживший британскую систему идентификации "свой-чужой" [IFF] в 1940 году. Первая попытка подавить "Oboe" была предпринята в конце августа 1943 года во время атаки на сталелитейный завод Bochumer Verein в Эссене. Система, установленная на станции слежения Maibaum в Кеттвиге, транслировала ложные сигналы в виде точек и тире в диапазоне 1,5 м, надеясь лишить пилотов возможности определить свое точное местоположение. Это была та же тактика, которую британцы использовали против немецких систем во время "Блица". Немцам было неизвестно, что система "Oboe" уже перешла на микроволновую частоту 10 см (3 ГГц) – "Oboe Mk. II", но британцы продолжали транслировать старые сигналы в качестве дезинформации. Причины неудачи в подавлении "Oboe" оставались неясными до июля 1944 года, когда старый сигнал был ошибочно настроен для обозначения одной цели, в то время как самолет-разведчик безупречно отметил другую. Немцы быстро пришли к выводу, что используется еще один сигнал или система. Они были хорошо знакомы с британскими микроволновыми системами в диапазоне 10 см, но в апреле 1944 года RAF уже внедрил "Oboe Mk. III", который оказался устойчивым к немецким помехам. "Mk. III" также позволял до четырех самолетов использовать один набор частот (станций) и применять различные схемы захода на цель, а не только дугу.

Позднее использование в войне

К этому моменту битва за Рур давно завершилась, и основная часть бомбардировок Королевских ВВС была сосредоточена на целях, находящихся слишком далеко в Германии, чтобы быть видимыми для системы "Обо". В этот период основную роль стала играть система H2S. Высадка в Нормандии и последовавший прорыв позволили решить эту проблему путем развертывания новых станций "Обо" на континенте. В конце войны "Обо" использовался для помощи в сбросе продовольствия голландцам, все еще остававшимся под немецкой оккупацией, в рамках операции "Манна". Точки сброса согласовывались с голландским Сопротивлением, а продовольственные контейнеры сбрасывались с точностью до нескольких сотен метров от намеченной точки с помощью "Обо".

Технические детали

Обои использовали две станции, расположенные на значительном расстоянии друг от друга в Англии, для передачи сигнала бомбардировщику Mosquito Pathfinder, оснащенному радиотранспондером. Транспондер переизлучал сигналы, которые затем принимались двумя станциями. Время прохождения сигнала в обе стороны позволяло определить расстояние до бомбардировщика. Каждая станция Oboe использовала радиопеленгацию для определения окружности заданного радиуса. Пересечение этих двух окружностей точно указывало на цель. Mosquito летел по окружности, определяемой одной станцией, известной как "Кот", и сбрасывал груз (бомбы или осветительные факелы, в зависимости от задачи), когда достигал пересечения с окружностью, определяемой другой станцией, известной как "Мышь". В южной Англии существовала сеть станций Oboe, и любая из них могла работать в режиме "Кота" или "Мыши". Oboe Mark I была разработана на основе технологии Chain Home Low и работала на верхних диапазонах частот УВЧ – 200 МГц (1,5 метра). Обе станции излучали серию импульсов со скоростью около 133 в секунду. Длительность импульса могла быть короткой или длинной, что позволяло самолету воспринимать их как точки или тире азбуки Морзе. Станция "Кот" передавала непрерывные точки, если самолет находился слишком близко, и непрерывные тире, если слишком далеко, на основе чего пилоты могли корректировать курс. (Немцы использовали аналогичный метод с Knickebein.) Также можно было передавать различные буквы азбуки Морзе, например, для уведомления экипажа о том, что их Mosquito находится в зоне досягаемости цели. Станция "Мышь" передавала пять точек и тире, сигнализируя о сбросе бомб. Станция "Мышь" включала в себя вычислитель прицела, известный как "Micestro", для определения оптимального момента сброса; не было смысла устанавливать прицел на Mosquito, когда управление осуществлялось с земли. Хотя Oboe была испытана против Эссена в январе 1943 года, она редко использовалась для бомбардировки "крупных промышленных объектов", таких как в Рурской области. Роль Дениса Стопса в разработке Oboe была настолько секретной, что его призвали в эскадрилью RAF Pathfinder в звании командира крыла для выполнения этой работы. Его основной задачей была разработка систем, устанавливаемых на самолет, в сочетании с наземными радиолокационными системами. Система работала по принципу триангуляции для точного определения цели. Доктор Стопс однажды отметил, что одним из неожиданных результатов работы системы стало то, что немцы часто не знали, какие объекты планируют бомбить британцы.

Подобные системы

Немцы импровизировали систему, концептуально схожую с Oboe, под кодовым названием Egon, для бомбардировок на Восточном фронте в ограниченном масштабе. Она использовала два модифицированных радара "Фрейя" для выполнения ролей "Кошки" и "Мыши"; эти два комплекса "Фрейя Egon" располагались на расстоянии друг от друга, а самолет был оснащен двухканальным ответчиком (IFF) для взаимодействия с ними. Оператор на каждой станции передавал пилоту команды коррекции курса по радиосвязи. Несмотря на значительные усилия, вложенные немцами в другие электронные навигационные системы, они не стали развивать эту концепцию дальше. Oboe имела одно существенное ограничение: ее мог использовать только один самолет одновременно. Чтобы решить эту проблему, британцы разработали новую схему наведения, используя те же элементы, но разместив передатчик на самолете, а ответчики – на наземных станциях. Несколько самолетов могли использовать две станции одновременно, поскольку в момент передачи импульса передатчика каждого самолета вносился случайный шум. Приемное оборудование на самолете могло сопоставить собственный уникальный импульсный сигнал с сигналом, возвращенным ответчиками. Каждый цикл "прием-ответ" занимал у ответчика 100 микросекунд, что позволяло ему обрабатывать до 10 000 запросов в секунду и делало "коллизии" маловероятными. Практический предел составлял около 80 самолетов, находящихся под управлением двух станций одновременно. Эта новая схема получила название "GEE H" (или "G H").

Название "GEE H" может ввести в заблуждение, поскольку схема являлась модификацией Oboe. Название было принято, поскольку система основывалась на технологиях GEE, работающих в том же диапазоне волн от 15 до 3,5 метров / 20 до 85 МГц, и первоначально использовала дисплей и калибратор GEE. Суффикс "H" произошел от использования системой принципа двойного измерения дальности, или "H", от ответчиков, расположенных на двух наземных станциях. Она была почти такой же точной, как сама Oboe.

В популярной культуре

Обое фигурирует как сюжетный элемент в эпизоде "Потерянная овца" телесериала BBC "Тайная армия", посвященном поискам сбитого пилота, обладающего специальными техническими знаниями об этой системе.