EQUIPOS DE GUERRA ELECTRÓNICA DE LA II GUERRA MUNDIAL - OBOE

 

Una ilustración del sistema de navegación Oboe. La aeronave usaba alguna otra forma de navegación para ubicarse en el área general de un extremo del arco desde la estación Cat y luego seguir el arco precalculado. El ratón observaba que el avión se acercaba al objetivo y les decía que soltaran las bombas en un punto previamente calculado.

Oboe fue un sistema de bombardeo aéreo a ciegas británico en la II Guerra Mundial, basado en la tecnología de transpondedor de radio. El sistema consistía en un par de transmisores de radio en tierra, que enviaban señales que eran recibidas y retransmitidas por un transpondedor en la aeronave. Al comparar el tiempo que tomaba cada señal para alcanzar la aeronave, se podría determinar la distancia entre la aeronave y la estación. Los operadores de Oboe luego enviaban señales de radio a la aeronave para llevarlos a su objetivo y programar adecuadamente el lanzamiento de sus bombas.

El sistema se utilizó por primera vez en diciembre de 1941 en ataques de corto alcance sobre Francia, donde se podía mantener la línea de visión necesaria. Para atacar a los valiosos objetivos industriales en el Ruhr, solo los escuadrones Mosch de Pathfinder de Havilland volaron lo suficientemente alto como para ser visibles a las estaciones terrestres a esa distancia. Dichas operaciones comenzaron en 1942, cuando los Mosquito utilizaron Oboe tanto para marcar objetivos para bombarderos pesados, como para ataques directos contra objetivos de alto valor. En un ataque el 21 de diciembre de 1942, los bombarderos guiados por Oboe lanzaron más del 50% de sus bombas en las fábricas Krupp en Essen, una enorme mejora con respecto a los esfuerzos anteriores que dieron como resultado que menos del 10% de las bombas cayeran sobre sus objetivos. Las versiones que utilizan longitudes de onda más cortas demostraron una precisión del orden de 15 metros.

Oboe fue utilizado extensivamente por la aeronave Pathfinder durante la Batalla del Ruhr en 1943. En diciembre de 1943, el Comando del Bombardero comenzó la Batalla de Berlín, que estaba más allá del alcance de Oboe. Para la campaña contra Berlín, el Comando de los Bombarderos se vio obligado a confiar en el H2S, que nunca fue capaz de proporcionar la precisión constante de Oboe.

Un desarrollo posterior fue el sistema Gee-H, en el cual el transpondedor permanecía en el suelo pero el transmisor se montaba en el avión donde se realizaba la lectura. Este sistema permitió guiar alrededor de 80 aviones al mismo tiempo. Ni H2S ni Gee-H pudieron proporcionar la precisión de Oboe, que demostró la precisión de bombardeo promedio más alta de cualquier sistema en la guerra.

Historia

Fondo

Para determinar con precisión su ubicación en relación con los objetos en el suelo, necesitaba dos puntos de datos; Dos ángulos (como en triangulación), dos distancias (trilateración), o un ángulo y una distancia (VOR / DME). El uso de la radio para proporcionar algunas o todas estas mediciones fue un área de desarrollo continuo que condujo al inicio de la guerra. Los alemanes fueron pioneros en este enfoque con sistemas operativos como Lorenz beam y X-Gerät que utilizaron dos señales de haz estrecho que se cruzaron en un punto en el cielo para indicar un objetivo. Más tarde, durante el Blitz, los alemanes introdujeron Y-Gerät, que combinaba un único haz de Lorenz con una medición de distancia basada en transpondedor para fijar ubicaciones. El problema con todos estos sistemas era que no producían información, excepto dentro de sus haces estrechos, y no eran útiles para la navegación de propósito general.

Se introdujo un sistema más útil en el sistema Gee de la RAF, que utilizaba dos señales temporizadas que permitían al navegador del bombardero determinar su ubicación. Se podría usar en cualquier lugar dentro de la línea de visión de las estaciones transmisoras en el Reino Unido, y en general proporcionó una señal razonable de hasta 500 kilómetros, dependiendo de la altitud de la aeronave. Gee se leía en una pantalla de osciloscopio de aproximadamente 76 mm de ancho, lo que limitaba la precisión de las mediciones de tiempo. Como resultado, el Gee fue preciso en el orden de kilómetros, lo cual fue extremadamente útil para la navegación y el bombardeo de área, pero no proporcionaba la precisión necesaria para el bombardeo preciso.

Como la precisión de Gee se debió en gran medida al tamaño mecánico de la unidad del indicador, la precisión podría mejorarse utilizando una pantalla más grande. Sin embargo, en estos primeros días del tubo de rayos catódicos (CRT), tales exhibiciones eran extremadamente caras y muy largas, lo que las hacía inadecuadas para adaptarse a una gran cantidad de aviones del Comando de Bombarderos.

Propuesta inicial

El concepto de invertir la disposición de la pantalla para que la pantalla pudiera estar en tierra y el transmisor en el avión era obvio. Alec Reeves, de teléfonos y cables estándar, lo había sugerido por primera vez en 1940 y luego se presentó formalmente con la ayuda de Francis Jones en la primavera de 1941.

La idea básica sería tener dos estaciones terrestres que periódicamente enviarían señales en frecuencias similares pero separadas. La aeronave transportaba transpondedores, uno para cada señal, que retransmitía las señales en la recepción. Al cronometrar el tiempo total de viaje de ida y vuelta de la emisión a la recepción y luego dividir por el doble de la velocidad de la luz (la señal viaja al avión y regresa de nuevo) se podría determinar la distancia al avión. Esto fue esencialmente idéntico al radar, con la excepción de que el transpondedor amplificó en gran medida las señales para el viaje de regreso, lo que ayudó a la precisión al proporcionar pulsos de señal fuertes y bien definidos.

Un problema práctico fue usar estas mediciones de rango para guiar a un bombardero hacia su objetivo. En el caso de Y-Gerät, se usó una única viga que produjo un camino natural para que el bombardero volara. Solo el rango a lo largo de este camino necesitaba ser medido y transmitido a la tripulación del bombardero. En el caso de un sistema que usa dos mediciones de rango, no había una ruta inherente en el cielo para que la aeronave lo siguiera. Las ubicaciones y direcciones podrían determinarse llamando las dos mediciones de rango a una sala de ploteo, dibujando arcos desde las estaciones a esas distancias medidas y luego ubicando la intersección. Sin embargo, esto tomaba tiempo, durante el cual la aeronave se movía, haciéndolo demasiado lento para proporcionar la precisión deseada.

Oboe adoptó una solución simple para este problema. Antes de la misión, se definía una ruta que representaba el arco de un círculo cuyo radio pasaba a través del objetivo medido desde una de las dos estaciones. Esta estación recibía el nombre de "Gato". La aeronave usaría técnicas de navegación convencionales, cálculo de cuentas o Gee si estuviera equipada, para ubicarse a cierta distancia al norte o al sur del objetivo en un punto cerca de esta línea. Luego, comenzarían a volar hacia el objetivo, momento en el que un operador de Cat emitiría correcciones para que la aeronave volara más cerca o más lejos de la estación hasta que volara exactamente al rango correcto para mantenerla en el círculo.

La estación Cat continuaba manteniendo la aeronave posicionada a esta distancia precisa mientras volaba hacia el objetivo, haciendo que la aeronave volara a lo largo del arco predefinido. La segunda estación, cuyo nombre en código fue "Mouse", también calculaba el rango al objetivo antes de la misión. Cuando el bombardero se acercaba a ese rango predeterminado, primero llamaban a un "heads up" para decirle al apuntador de las bombas que comenzara la carrera, y luego una segunda señal en el momento adecuado para dejarla caer. Usando este método, no era necesario que las dos estaciones compararan mediciones o realizaran una trigonometría para determinar una ubicación real en el espacio, ambas realizaban mediciones de rango simple directamente desde su pantalla y enviaban sus correcciones separadas a la aeronave.

En la práctica, los rangos no eran enviados por voz a la aeronave. En su lugar, un generador de tonos producía puntos o guiones de código Morse bajo el control de los operadores. Esto era similar a los sistemas de haz como Lorenz, que la tripulación británica ya estaba familiarizada con el uso como ayudas a un aterrizaje a ciegas en el periodo de preguerra. Si la aeronave estaba demasiado cerca de la estación, el operador tocaría la señal de punto y, cuando estuvieran demasiado lejos, se precipitaría. Los dos podrían mezclarse de manera que a medida que se acercaban al rango correcto, la señal se convertiría lentamente en un tono estable. Periódicamente, la señal se enviaría para enviar una carta para indicar qué tan lejos estaban del rango correcto, X indicando 20 millas (32 km), Y 10 millas (16 km) y Z 5 millas (8.0 km). Del mismo modo, la estación de Mouse enviaba una serie de señales codificadas para indicar la aproximación, S para indicar que la aproximación estaba comenzando, y luego A, B, C y D a medida que se acercaba la aeronave.

Desarrollo y pruebas

 

El lado izquierdo de esta imagen muestra una consola de navegación Oboe. Los dos CRT, algunos de los más grandes construidos en esa época, se utilizaron para medir distancias brutas y finas. Esta sala de control está integrada en una cabaña de Nissen (o similar) que puede sugerir que es uno de los sitios móviles que se trasladó a Europa continental después del Día D.

Sin embargo, hubo algunos problemas obvios con este enfoque. Uno de los más obvios es que cualquier estación terrestre dada solo podría rastrear un solo avión a la vez, en comparación con Gee, donde cualquier bombardero podría captar las señales del Reino Unido y realizar los cálculos necesarios. Esto no lo eliminó inmediatamente como un sistema útil; Y-Gerät tenía la misma limitación, por lo que se usó para marcar el objetivo volando un avión bajo control y haciendo que cayeran bengalas para que el siguiente avión cayera. Los británicos adoptaron la misma solución.

Pero una preocupación más preocupante era que el avión bombardero tendría que volar recto y nivelado a lo largo de un camino suavemente curvado, mientras que los operadores en tierra determinaban su alcance y lo corregían por radio. Durante este tiempo, el avión estaría abierto al ataque, lo que algunos consideraron casi suicida. Y finalmente, se señaló que, como los británicos habían bloqueado tan fácilmente a Y-Gerät, incluso antes de que fuera ampliamente utilizado, no había razón para esperar que los alemanes no hicieran lo mismo en cuanto detectaran las señales.

A pesar de la oposición generalizada al uso de Oboe, AP Rowe ordenó que comenzara el desarrollo. El desarrollo comenzó tanto en la longitud de onda de 1,5 m compartida por la mayoría de los primeros sistemas de radar del Reino Unido, como en el nuevo "de moda" longitud de onda de microondas de 10 cm proporcionada por el magnetrón de cavidad. Este último no solo proporcionaría una mayor precisión, sino que también sería inmune a los atascos, a menos que los alemanes desarrollaran sus propios dispositivos de microondas de alta potencia. Esto solo ocurrió en los últimos días de la guerra.

Se instalaron dos estaciones lo más al este posible, una en Dover (Walmer) y una segunda en Cromer (RAF Trimingham). En cualquier misión dada, una de las estaciones sería Cat y la otra Mouse. En las primeras pruebas realizadas en septiembre de 1941, un avión que volaba a lo largo del arco a 130 kilómetros (81 millas) de Dover demostró una precisión de 50 metros (160 pies), mejor que cualquier método de bombardeo en uso. La precisión con las bombas no era tan buena, ya que las bombas en sí mismas no eran idénticas y tenían trayectorias ligeramente diferentes. En una manifestación para altos funcionarios el 2 de julio de 1942, el sistema demostró una precisión real de 65 metros (213 pies). En contraste, incluso usando visiones visuales avanzadas como la Norden, las precisiones medias en 1942 eran del orden de 1,500 yardas (1,400 m).

Oboe fue utilizado por primera vez en operaciones experimentales por bombarderos pesados Short Stirling en diciembre de 1941, atacando a Brest. Estas aeronaves tenían un límite de servicio relativamente limitado, y estaban limitadas a ataques a corta distancia donde mantenían la línea de visión hacia el Reino Unido.

En ese momento se estaba llevando a cabo un gran debate en el Comando de Bombarderos sobre el uso de "buscadores", aeronaves especializadas y tripulaciones que encontrarían los objetivos y usarían bengalas para marcarlos para el ataque. La misma técnica había sido utilizada por primera vez durante los bombardeos por los alemanes, especialmente por el especialista Kampfgeschwader 100, pero su eficacia había sido severamente reducida por los esfuerzos de los británicos. Sin embargo, el concepto tenía suficiente respaldo de que una pequeña fuerza de Mosquito había sido organizada para funcionar como una fuerza de pionero, utilizando el avistamiento óptico normal. Esto resultó ser decepcionante en la práctica, ofreciendo solo una leve mejora en la precisión.

Pero los Mosquito también fueron el único avión que tuvo la performance de volar a altitudes en las que las señales de Oboe podían recibirse sobre Alemania. En una reunión en el verano de 1942, se acordó que los Mosquito pioneros serían equipados con Oboe. Habiendo enfrentado oposición antes, la adición de Oboe alteró el argumento en contra del rol de especialista, y lo que se convertiría en la Fuerza Pathfinder comenzó a formarse sobre las objeciones actuales.

En servicio

Los primeros experimentos con Oboe en un escenario de combate sobre Alemania comenzaron la noche del 20 al 21 de diciembre de 1942, cuando una pequeña fuerza de seis Mosquito equipados con Oboe fueron enviados a bombardear una central eléctrica en Lutterade en los Países Bajos, en la frontera alemana. Tres de los sets fallaron, pero los tres aviones restantes, liderados por el Líder del Escuadrón L. E. Bufton, pudieron caer correctamente. Una misión de reconocimiento de seguimiento al día siguiente mostró que podían identificarse nueve de los cráteres de las bombas, todos ellos agrupados muy juntos, pero a unos 2 kilómetros (1,2 millas) del objetivo. A lo largo de diciembre y enero se realizaron pruebas similares con pequeñas cantidades de aviones Oboe, que a veces arrojaban bengalas para pequeñas cantidades de Avro Lancaster que las seguían.

Al principio, los alemanes calificaron estos pequeños ataques como redadas molestas, destinadas a alterar la producción al enviar a los trabajadores a los refugios antiaéreos. Sin embargo, pronto se dieron cuenta de que algo muy extraño estaba ocurriendo; las aeronaves lanzaban solo de 6 a 10 bombas, a menudo a través de una nubosidad pesada, y el 80 a 90% de ellas alcanzaron sus objetivos, normalmente altos hornos o centrales eléctricas. Como parte de este proceso, los bombarderos lanzaron destellos de destello fotográfico, que iluminaban el suelo debajo de la aeronave lo suficiente para la fotografía. El 7 de enero de 1943, Hauptmann Alexander Dahl notó esto y sugirió que estaban usando las fotografías para corregir los errores de medición de un nuevo sistema de bombardeo.

Esto era precisamente lo que había estado sucediendo. Mientras que Oboe demostró una precisión del orden de decenas de metros en el Reino Unido, en el continente las primeras pruebas siempre arrojaron peores resultados. Pero pronto quedó claro que había un patrón en los fallos, que se suponía que se debía a las diferencias en las redes de estudio utilizadas en el continente. La solución a este problema fue proporcionada por los propios alemanes; antes de la guerra habían hecho un esfuerzo para calibrar los dos sistemas en una serie de mediciones de canales cruzados que también recibió el UK Ordnance Survey. Usando estas correcciones, pudieron solucionar las inexactitudes casi de inmediato.

A fines de la primavera, los equipos del Comando de Bombarderos habían practicado la técnica de bombardear el marcador lo suficiente como para comenzar operaciones importantes. Harris comenzó una serie de redadas conocidas como la Batalla del Ruhr, abriendo con una redada en Essen el 5 de marzo que produjo resultados bastante pobres a pesar de la marcación adecuada. La siguiente incursión importante contra la fábrica de Krupp en Essen el 12/13 de marzo fue algo más exitosa, seguida de una combinación de incursiones que tuvieron resultados muy diferentes. Para mayo, sin embargo, la técnica fue afinada y una serie de redadas muy grandes, típicamente con 500 a 800 bombarderos, mostraron resultados cada vez más exitosos. Entre ellos se encontraba una incursión a fines de mayo en Dortmund que hizo que las acerías Hoesch cesaran la producción, y una incursión a finales de julio en Krupps que Goebbels declaró había provocado "el paro completo de la producción en las obras de Krupps". El análisis de los resultados demostró que el número de bombas que cayeron sobre sus objetivos se duplicó desde la era anterior a Oboe.

Contramedidas alemanas

Las misiones de Oboe eran claramente identificables para los operadores de radar alemanes; la aeronave comenzaría a cierta distancia al norte o al sur del objetivo y luego se aproximaría a ella en una trayectoria de arco a la que llamaron " Boomerang ". Aunque los operadores se acostumbraron rápidamente a estas aeronaves, en realidad fue extremadamente difícil organizar una intercepción de las aeronaves de alto vuelo y de alta velocidad.

Los alemanes tardaron más de un año en descifrar el funcionamiento del sistema, liderado por el ingeniero H. Widdra, que había detectado el sistema de identificación o "enemigo " británico " Pip-Squeak " en 1940. El primer intento de atasco al Oboe tuvo lugar a finales de agosto de 1943 durante un ataque a las acerías de Bochumer Verein en Essen. Un sistema establecido en la estación de seguimiento Maibaum en Kettwig emitió señales de puntos y rayas falsas en la banda de 1,5 m, con la esperanza de que el piloto no pudiera averiguar si estaban en la posición correcta. Esta fue la misma técnica que los británicos habían usado contra los sistemas alemanes durante el Blitz.

Sin embargo, el sistema Oboe ya se había movido a la frecuencia de microondas de 10 cm en el Oboe Mk. II, pero los británicos continuaron transmitiendo las señales más antiguas como un truco. El hecho de no bloquear el Oboe siguió siendo un misterio hasta julio de 1944, cuando la señal más antigua se configuró incorrectamente para marcar un objetivo, mientras que un buscador de pistolas marcaba perfectamente otro. Los alemanes supusieron rápidamente que había otra señal o sistema en uso. Los alemanes estaban bien familiarizados con los sistemas de microondas británicos en el área de 10 cm, pero en abril de 1944 la RAF ya había introducido Oboe Mk. III, que resistió los esfuerzos de jamming alemanes. Mk. III también permitió que hasta cuatro aviones usaran un conjunto de frecuencias (estaciones) y permitió diferentes estilos de aproximación, no solo el arco.

Última utilización en la guerra

En este punto, la Batalla del Ruhr había terminado y la mayoría de los esfuerzos de bombardeo de la RAF se concentraron en objetivos que estaban demasiado lejos en Alemania para ser visibles para Oboe. H2S asumió el papel principal en esta era. Las invasiones del Día D y la subsiguiente ruptura permitieron que esto se resolviera mediante el establecimiento de nuevas estaciones Oboe en el continente.

Al final de la guerra, Oboe se usó para ayudar a que los holandeses que aún están atrapados bajo la ocupación alemana ayuden a los vuelos de provisión de comidas, como parte de la Operación Manna. Los puntos de caída se arreglaron con la resistencia holandesa y los botes de comida se dejaron caer a unos 30 m (98 pies) del punto de puntería usando Oboe.

Detalles técnicos

Oboe utilizó dos estaciones en lugares bien separados en Inglaterra para transmitir una señal a un bombardero Mosquito Pathfinder que transportaba un transpondedor de radio. El transpondedor retransmitió las señales, que luego fueron recibidas por las dos estaciones. El tiempo de ida y vuelta de cada señal dio la distancia al bombardero.

Cada estación de Oboe usó un radio de alcance para definir un círculo de radio específico, con la intersección de los dos círculos señalando el objetivo. El Mosquito voló a lo largo de la circunferencia del círculo definido por una estación, conocido como el "Gato", y dejó caer su carga (ya sea bombas o marcas de bengalas, dependiendo de la misión) cuando alcanzó la intersección con el círculo definido por otra estación, conocido como "ratón". Había una red de estaciones de Oboe en el sur de Inglaterra y cualquiera de las estaciones podía ser operada como un Gato o un Ratón.

El Mark I Oboe se derivó de la tecnología Chain Home Low, que opera en frecuencias VHF de rango superior de 200 MHz (1,5 metros). Las dos estaciones emitieron una serie de pulsos a una velocidad de aproximadamente 133 por segundo. El ancho del pulso podría ser corto o largo, por lo que fue recibido por la aeronave como un punto o guion de código Morse. La estación Cat envió puntos continuos si la aeronave estaba demasiado cerca y trazos continuos si la aeronave estaba demasiado lejos y de estos, el piloto podría hacer correcciones en el rumbo. (Los alemanes utilizaron un método similar con Knickebein.)

También se podrían enviar varias letras Morse, por ejemplo, para notificar a una tripulación de vuelo que su Mosquito estaba dentro del alcance del objetivo. La estación de Mouse enviaba cinco puntos y un guión para indicar el lanzamiento de la bomba. La estación del Ratón incluía una computadora con vista desde el punto de vista de la bomba, conocida como "Micestro", para determinar el tiempo de lanzamiento adecuado, ya que no existía una lógica particular para llevar la mira del Mosquito cuando estaba bajo el control de la estación terrestre.

Aunque Oboe se había probado contra Essen en enero de 1943, Oboe rara vez se usaba sobre "grandes plantas industriales" como las del área del Ruhr. La idea básica de Oboe provino de Alec Reeves de Standard Telephones and Cables Ltd, implementada en asociación con Frank Jones de Telecommunications Research Establishment (TRE); También formó parte del equipo el Dr. Denis Stops, que más tarde se convirtió en un destacado físico del University College London. El papel de Denis Stops en el desarrollo de Oboe era tan secreto, que fue reclutado en el Escuadrón de Exploradores de la RAF como Comandante de Ala, para dirigir su trabajo. Su rol fue en gran parte desarrollar los sistemas en la aeronave en conjunto con los sistemas de radar terrestres. El sistema funcionó utilizando la triangulación para señalar el objetivo. El Dr. Stops dijo una vez que una inesperada escisión del sistema era que los alemanes a menudo no sabían qué planeaban bombardear los británicos.

Sistemas similares

Los alemanes improvisaron un sistema conceptualmente similar a Oboe, llamado Egon, para bombardear el Frente Oriental en una escala limitada. Usó dos Freya modificados para desempeñar los papeles de Gato y Ratón; estos dos conjuntos de Freya Egon estaban ubicados a una distancia de aproximadamente 93 millas (150 km) y el avión llevaba un IFF de dos canales para responder a ellos. Voz de radio dirigida a los bombarderos. A pesar del esfuerzo considerable que los alemanes pusieron en otros sistemas de navegación electrónica, nunca llevaron este concepto más lejos.

Junto con la restricción de alcance, Oboe tenía otra limitación: solo podía ser usado por un avión a la vez. Como resultado, los británicos replantearon Oboe, e idearon un nuevo esquema llamado " GEE-H " (o "GH") basado exactamente en el mismo pensamiento, que difiere solo en que el avión lleve el transmisor y ajuste estaciones en tierra con el transpondedor

Las aeronaves podrían usar las dos estaciones en paralelo, porque se insertó un ruido aleatorio en la sincronización de la salida de impulsos de cada aeronave. El engranaje receptor en la aeronave podría coincidir con su propio patrón de pulso único con el enviado por el transpondedor. Cada ciclo de recepción y respuesta tomó el transpondedor 100 microsegundos, permitiéndole manejar un máximo de 10000 interrogaciones por segundo y haciendo que las "colisiones" sean poco probables. El límite práctico era de unos 80 aviones a la vez.

El nombre "GEE-H" puede ser confuso, ya que el esquema era muy cercano a Oboe y no muy parecido a GEE. El nombre se adoptó porque el sistema se basaba en tecnologías GEE, que operaban en la misma banda de onda de 15 a 3.5 metros / 20 a 85 MHz, e inicialmente usó la pantalla y el calibrador GEE. El sufijo "H" vino del sistema utilizando el principio de rango doble o "H" para medir el rango de los transpondedores en dos estaciones terrestres. Era tan preciso como Oboe.

Fuente: https://en.wikipedia.org