SHORAN: Система радионавигации и бомбометания

Введение

Тип системы навигации и бомбометания самолетов.

SHORAN – это акроним от SHOrt RAnge Navigation, тип электронной системы навигации и бомбометания, использующий высокоточный радиолокационный ответчик. Она была разработана во время Второй мировой войны, и первые станции были развернуты в Европе к концу войны, а затем использовалась с бомбардировщиками Martin B-26 Marauders, базирующимися на Корсике, а позже – в Дижоне и на самолетах B-26, переданных ВВС Южной Африки в Италии. Первая бомбардировка в условиях нулевой видимости (10/10) была осуществлена над Германией в марте 1945 года. Боевое применение SHORAN началось на бомбардировщиках B-25, B-26 и B-29 во время Корейской войны. SHORAN использовал наземные транспондеры для ответа на запросы, отправленные с самолета-бомбардировщика. Измеряя время прохождения сигнала туда и обратно до одного из транспондеров, можно было точно определить расстояние до этой наземной станции. Самолет летел по дугообразной траектории, поддерживая заданное расстояние до одной из станций. Одновременно измерялось расстояние до второй станции, и когда оно достигало заданного значения, сбрасывались бомбы. Основная идея была схожа с системой Oboe, разработанной Королевскими ВВС, но в Oboe транспондер находился на самолете. Это ограничивало Oboe возможностью сопровождения только одного самолета на одну наземную станцию, в то время как SHORAN мог сопровождать десятки, ограничиваясь лишь скоростью ответа транспондеров наземной станции. SHORAN был отправлен на фронт из-за появления МиГ-15 над Кореей, что вынудило B-29 прекратить дневные боевые вылеты в июне 1951 года. Ночные операции были малоэффективны, и ВВС США заинтересовались любыми способами повышения их результативности. К ноябрю 1952 года система была развернута и экипажи обучены, и SHORAN оставался в эксплуатации до конца войны. Особенно эффективным он был в начале 1953 года, когда ВВС Северной Кореи начали перевооружение в преддверии возможного наступления. Кампанию начали B-29, но в наличии было всего дюжина самолетов, поэтому вскоре их заменили B-26 для обеспечения непрерывных бомбардировок аэродромов. Предполагаемого наступления не произошло, и в июле было подписано перемирие. После этого система больше не использовалась из-за растущего внимания Стратегического авиационного командования к бомбардировкам на большие расстояния с применением ядерного оружия. Хотя SHORAN использовался военными лишь короткое время, излишки оборудования вскоре нашли новое применение в нефтегазовой промышленности, где оно использовалось для высокоточного позиционирования судов при проведении сейсмических измерений.

SHORAN is an acronym for SHOrt RAnge Navigation, a type of electronic navigation and bombing system using a precision radar beacon. It was developed during World War II and the first stations were set up in Europe as the war was ending, and was operational with Martin B26 Marauders based in Corsica, and later based in Dijon and in B26's given to the South African Airforce in Italy. The first 10/10 zero visibility bombing was over Germany in March 1945. It saw its first combat use in the B 25, B 26 and B 29 bomber aircraft during the Korean War. SHORAN used ground based transponders to respond to interrogation signals sent from the bomber aircraft. By measuring the round trip time to and from one of the transponders, the distance to that ground station could be accurately determined. The aircraft flew an arcing path that kept it at a predetermined distance from one of the stations. The distance to a second station was also being measured, and when it reached a predetermined distance from that station as well, the bombs were dropped. The basic idea was similar to the Oboe system developed by the Royal Air Force, but in Oboe the transponder was on the aircraft. This limited Oboe to guiding a single aircraft per ground station, while SHORAN could guide dozens, limited only by how rapidly the ground station's transponders could respond. SHORAN was sent into combat due to the presence of the MiG 15 over Korea, which drove the B 29's from daylight combat in June 1951. Night operations were not very productive and the US Air Force became interested in any way to improve their results. The system was in place and the crews trained by November 1952, and SHORAN remained in use from then until the end of the war. It was particularly effective during early 1953 when the North Korean Air Force began to re equip in case a new offense opened. B 29's began the campaign, but only a dozen aircraft were available, so they were soon supplanted by B 26s to maintain constant bombing of the airfields. The possible offensive never occurred; the armistice was signed in July. It was not used after that point, due to Strategic Air Command's increasing focus on long range bombing with nuclear weapons. Although SHORAN was used by the military only briefly, surplus equipment soon found a new use in the oil and gas industry, where it was used to position ships with high accuracy for seismic measurements.

Происхождение

В 1938 году инженер RCA Стюарт Уильям Сили, пытаясь устранить "фантомные" сигналы из экспериментальной телевизионной системы, обнаружил, что может измерять расстояния, используя разницу во времени приёма радиосигналов. Летом 1940 года Сили предложил разработать SHORAN для Военно-воздушных сил армии. Контракт был заключён через 9 месяцев, а первые военные лётные испытания SHORAN прошли в августе 1942 года. Первые поставки были осуществлены весной 1944 года, а первые боевые действия состоялись 11 декабря 1944 года в Северной Италии. В ходе разработки системы Сили и менеджер RCA отправились в Англию, чтобы продемонстрировать систему сотрудникам американских и британских военно-воздушных сил. Там они ознакомились с системой Oboe, которая могла направлять только один самолёт, в отличие от SHORAN, способного направлять несколько. По пути обратно почти вся информация о SHORAN была утеряна в авиакатастрофе, и Сили был вынужден восстановить документацию по памяти. В 1960 году он был удостоен награды имени Магеллана за свою работу.

Структура

Для работы на частоте 300 МГц SHORAN требуется бортовой комплекс AN/APN 3 и две наземные станции AN/CPN 2 или 2A. Оборудование на борту самолета включает в себя передатчик, приемник, операторскую консоль и бомбардировочный вычислитель модели K 1A. Передатчик посылает импульсы на одну из наземных станций, а система вычисляет дальность в статутных милях, измеряя время между отправленным и возвращенным сигналом. Система изначально предназначалась для навигации, но стало очевидно, что она эффективно подходит для слепого целеуказания при бомбометании в условиях плохой видимости. Конфигурация, состоящая из бомбардировочного вычислителя K 1A в сочетании с навигационной системой, и была первым SHORAN. Система SHORAN спроектирована таким образом, чтобы при наведении самолета на цель низкочастотная станция находилась слева, а высокочастотная – справа. Это позволяет вычислителю триангулировать положение двух станций и цели.

Высокотехнологичные взрывы в Корее

В Корее применялось мало передовых технологий, но SHORAN был исключением. Самолеты B-26 были впервые оснащены этой системой в январе 1951 года и впервые применили ее в бою в следующем месяце. Сразу же были выявлены такие проблемы, как слишком большое расстояние между наземными станциями и целями, недостаточное обслуживание наземного и бортового оборудования, нехватка обученных техников и недостаточная осведомленность операторов о корейской географии, что ограничивало возможности использования системы. Были внесены изменения, и к июню 1951 года наземные станции разместили в более выгодных местах, например, на островах и горных вершинах, а также провели обучение операторов и техников, чтобы они лучше освоили систему. К ноябрю 1952 года эти улучшения превратили SHORAN в надежную и точную систему слепой бомбардировки, которая использовалась самолетами B-29 и B-26 до конца войны.

Использование в геодезии и ретриангуляции Великобритании

Во время ретриангуляции Великобритании между 1935 и 1962 годами первичная триангуляция Британских островов была связана с Норвегией и Исландией с использованием HIRAN, улучшенной версии SHORAN. Соединения, простирающиеся от первичных точек триангуляции в Шотландии до точек триангуляции в Норвегии и Исландии, были осуществлены ВВС США в рамках реализации проекта, известного как «Североатлантический связ». Вскоре после Второй мировой войны ВВС США провели пересчет всех триангуляций континентальной Европы для получения геодезической системы отсчета ED50, единой системы на универсальной поперечной системе координат Меркатора. Целью инициативы «Североатлантический связ» было создание геодезической связи между Северной Америкой и Европой путем измерения сети трилатерации и определения положения европейских станций триангуляции относительно Североамериканской системы отсчета. С июля по сентябрь 1953 года ВВС США использовали HIRAN для обследования связи между тремя геодезическими станциями в Норвегии и тремя на шотландском материке и Шетландских островах. Это ознаменовало начальный этап более крупного проекта, который связал исследования Норвегии, Исландии и Гренландии с Канадой. Сеть, связывающая Шотландию с Норвегией, включала пятнадцать измеренных линий: три между норвежскими станциями, три между шотландскими и шетландскими станциями и девять линий через Северное море. Наиболее неточная из отклоненных геодезических миссий отклонялась от принятого значения на 0,0055 мили (29 футов), а среднее расхождение между отклоненным значением и средним значением принятых значений составляло 0,0013 мили (6 футов). Окончательные результаты и оценка были получены на основе наблюдений за наземными геодезическими позициями, включая станции как в Исландии, так и на Фарерских островах. Операция в целом прошла успешно, но Ордена́рная съемочная служба посчитала, что результаты не соответствуют геодезическому стандарту, необходимому для первичной триангуляции, и в измерениях между норвежскими станциями наблюдалось несоответствие.

During the Retriangulation of Great Britain between 1935 and 1962, the Ordnance Survey primary triangulation of the British Isles was connected to both Norway and Iceland using HIRAN, an enhanced version of SHORAN. Survey connections extending from primary triangulation points in Scotland to triangulation points in Norway and Iceland were facilitated by the US Air Force under the implementation of a project known as the North Atlantic Tie. Shortly after World War II, the US Air Force had carried out a readjustment of all the triangulations of continental Europe to produce a geodetic datum known as ED50, a single system on the Universal Transverse Mercator coordinate system. The North Atlantic Tie initiative aimed to create a geodetic link between North America and Europe, by measuring a trilateration network, and permitting the positioning of European triangulation stations relative to the North American Datum. From July to September 1953, the US Air Force used HIRAN to survey a link between three geodetic stations in Norway and three on the Scottish mainland and Shetland islands. This marked the initial phase of a larger project which connected surveys of Norway, Iceland, and Greenland to Canada. The network linking Scotland to Norway comprised fifteen measured lines: three among the Norwegian stations, three among the Scottish and Shetlandic stations, and nine lines across the North Sea. The most inaccurate of the rejected survey missions deviated from the accepted measure by 0.0055 miles (29 feet), and the average disparity between a rejected measure and the mean of the accepted measures was 0.0013 miles (6 feet). The final results and assessment were computed from observation of ground survey positions, including stations in both Iceland and the Faroe Islands. The operation was largely successful, but the Ordnance Survey considered that the results were not of a geodetic standard necessary for primary triangulation, and a discrepancy existed in the measurements between Norwegian stations.

Использование в нефтяной разведке

Начиная с конца 1940-х годов и продолжая в 1980-х годах, избыточные системы SHORAN стали широко использоваться для обеспечения точной навигации в нефтегазовой промышленности. Такие компании, как Offshore Navigation, Inc., Navigation Management, Coastal Surveys (со штаб-квартирой в Сингапуре) и Western Geophysical, использовали приемники SHORAN для навигации судов сейсмических исследований и позиционирования буровых установок по всему миру. Эта технология была ключевой для успешного развития морской нефтегазовой промышленности в послевоенный период. Автомобильные транспондеры SHORAN и антенны длиной до 27 метров устанавливались в нескольких футах от геодезических маркерных знаков вблизи побережья. Цепи SHORAN, состоящие из трех или четырех береговых станций, использовались для обеспечения высокоточной навигации на обширных разведочных участках и на расстоянии до 322 километров в море. Часто массивные передатчики на вакуумных лампах оснащались твердотельными блоками управления для повышения надежности работы и улучшения приема слабых сигналов за горизонтом.