Война лучей: как устояла Британия
В 1930-ых, концепция ночных операций прочно доминировала в доктрине применения стратегической бомбардировочной авиации. Бомбардировщики, хотя и стали значительно лучше - быстрее, надежнее и дальнобойнее - все еще не могли эффективно осуществлять дневные налеты на стратегический тыл противника. Одиночные бомбардировщики и небольшие группы машин, оперирующие днем, становились легкой жертвой многочисленных истребителей: концепция же огромных армад тяжелых самолетов, прикрывающих друг друга в плотном построении мощнымо боронительным огнем, еще даже не была сформулирована.
Ночь была гораздо безопасней. Истребители того времени не могли эффективно действовать по ночам: темнота надежно скрывала летящие бомбардировщики от глаз пилотов-перехватчиков. Радарные станции только начали появлятся к середине 1930-ых, и концепция наведения истребителей по сигналам радара еще не была отработана на практике. С точки зрения военных специалистов 1930-ых, ночь была оптимальным временем для дальних бомбардировочных кампаний, во время которых эскадрильи бомбардировщиков могли относительно безопасно проникать во вражеский тыл.
Но ночь же таила в себе другую опасность - проблему ориентирования. Определение местоположения ночью, с большой высоты - особенно над затемненной местностью! - было действительно нелегкой задачей. Только наиболее крупные цели, вроде городов, могли быть действительно атакованы с некоторыми шансами на успех, что сводило роль бомбардировочной авиации в глазах военных к роли оружия устрашения. Так, Королевские Военно-Воздушные Силы Великобритании вообще рассматривали в 1930-ых свою дальнюю бомбардировочную авиацию в основном как средство устрашения, способное угрозой ответных ударов вынудить противника отказаться от идеи бомбить по ночам немецкие города.
Значительные усилия прилагались к тому, чтобы изменить положение. В 1930-ых, RAF интенсивно отрабатывало технику проведения ночных бомбардировочных операций. Серийные самолеты оснащались астронавигационной аппаратурой, позволяющей навигатору при помощи секстанта по звездам определять положение самолета. Бомбардиры проходили специальные курсы подготовки к поиску затемненных целей на поверхности. И все же, несмотря на огромные усилия, реальный эффект оказался разочаровывающим: эффективность "точечных" ночных бомбардировок, предпринимаемых британцами в 1940-1941 против отдельных германских промышленных объектов оказалдась почти нулевой. В итоге, британцы были вынуждены отказаться от попыток бомбить сколь-нибудь точно по ночам, перейдя на массированные бомбардировки городов.
Немцы, в свою очередь, также искали пути решения проблемы. Но в отличие от англичан, немцы сделали основную ставку на иной способ определдения положения самолета в пространстве - радиоориентирование.
В общем-то это было неудивительно. Еще в Первую Мировую, немецкий флот создал систему радиоориентации для цеппелинов, летавших бомбить Великобританию и Францию. Разработанная фирмой "Телефункен", система основывалась на том принципе, что параллельно расположенные антенны принимают наиболее сильный сигнал. Станции радиоориентирования представляли собой высокую мачту с которой вниз под углом спускались 32 проволочные антенны. С каждой из 32 антенн через равные промежутки времени посылался сигнал, принимаемый антеннтой цеппелина. Навигатор, точно зная расписание сигналов, определял сигнал с какой антенны он слышит в данный момент и выделял наиболее сильный сигнал - соответствующий антенне, параллельной антенне цеппелина. Приняв сигналы с нескольких станций, навигатор мог точно определить свое положение на местности.
Хотя эта система была не слишком-то надежна, и к 1930-ым уже устарела, она стала для Германии хорошим заделом на будущее. Когда в 1930-ых началось возрождение германских военно-воздушных сил, проблема радиоориентирования была поставлена во главу угла.
В конце 1930-ых, фирма "Люфтганза" разработала коротковолновую систему радионавигации для самолетов, позволявшую им выходить точно на посадочную полосу аэродрома в непогоду или при плохой видимости. В основе системы лежала идея узкого модулированного луча, вдоль которого двигался самолет. Хотя система в общем-то имела малый радиус действия, тем не менее, она позволяла достаточно надежно выводить самолеты на аэродром даже в ночных условиях. Командование Люфтваффе разглядело в ней потенциал, позволяющий решить проблему навигации в ночных бомбардировочных рейдах.
Knickebein
Когда в 1940 году Гитлер начал свою кампанию против Великобритании, всем было асболютно ясно, что любая победа над Великобританией может быть достигнута только в том случае, если Люфтваффе сумеют установить контроль над воздушным пространством Альбиона. Основным инструментом этой кампании Гитлер и Геринг видели свою бомбардировочную авиацию. Дневные бомбардировочные рейды шли плохо: немцы критически недооценили британской централированной системы ПВО, основанной на радиолокаторах "Chain Home". В результате, навстречу каждой приближавшейся к британским берегам армаде германских бомбардировщиков, поднималась еще большая армада британских истребителей. Потери Люфтваффе в дневных налетах угрожающе росли - причем немцы в основном теряли дорогие двухмоторные бомбардировщики и тяжелые истребители, в то время как британцы - дешевые одномоторные машины! Счет "по моторам" (наиболее дефицитному для обеих сторон компоненту авиаиндустрии) неуклонно смещался в пользу RAF.
Но Геринг не собирался сдаваться так просто. У него еще был козырь в рукаве - ночные бомбардировки. Ночью, бомбардировщики Люфтваффе подвергались значительно меньшему риску со стороны истребителей RAF, и потери должны были существенно снизится. Оставалась, правда, проблема низкой точности ночных бомбардировок - но в этот раз немцы, кажется, знали как ее решить!
В 1940 году, Германия развернула свою первую систему ночной навигации - Knickebein, что примерно переводилось как "хромая нога".
В основе системы лежал тот же принцип, что и у гражданской системы навигации Люфтганза (правда, на значительно большем расстоянии). Два расположенных рядом излучателя генерировали два узких луча, которые, пересекаясь, образовывали узкую равносигнальную зону - навигационный луч, направленный ночно на цель.
Правый излучатель генерировал короткие сигналы с длинными паузами между ними. Если навигатор на борту бомбардировщика улавливал такой сигнал, он понимал, что самолет сместился вправо от необходимого курса. Левый излучатель передавал длинные сигналы с короткими паузами между ними - уловив такой сигнал, навигатор понимал, что самолет сместился влево. В равносигнальной зоне, где оба луча принимались одновременно, сигналы накладывались на паузы и навигатор принимал равномерный, непрерывный сигнал, который означал, что самолет движется точно по направлению на цель.
Так как одиночный луч мог дать только направление на цель, для установления точного местоположения цели, немцы использовали два луча. Лучи перекрещивались над целью: когда движущийся по одному из лучей бомбардировщик принимал сигнал второго луча, его экипаж понимал, что оказался в точке пересечения прямо над целью и немедленно сбрасывал бомбы.
Первый комплект системы Knickebein был смонтирован немцами на датской границе еще в 1939 году. Затем несколько комплектов были развернуты вдоль французской и швейцарской границы. Позднее, с падением Франции, немцы получили возможность устанавливать комплексы на французской территории.
Система Knickebein активно применялась в первых налетах на Великобританию еще весной 1940 года, и продемонстрировала высокую эффективность. Англичане были неприятно поражены тем, что немцы могут "бомбить по ночам также точно, как и специально обученные пилоты RAF" (на практике, точность немецких бомбардировок с радионавигацией была ВЫШЕ, так как ночные налеты RAF были практически безрезультативны).
Противодействие англичан
Разработка способов противодействия Knickebein началась в Великобритании с некоторой задержкой. Хотя англичане вполне представлил опасность точных ночных бомбовых ударов, тем не менее, первое время никаких адекватных мер предпринято не было. Даже когда расшифровка немецких переговоров при помощи трофейной машинки "Энигма" позволила получить первые данные о системе "навигационных лучей", и допросы пленных летчиков, сбитых в ночных рейдах, подтвердили такую возможность - британцы все еще не сделали ничего, чтобы опложить конец этой угрозе.
Причиной был чисто академический спор: ряд специалистов считал, что радиолокационный луч не может приниматься на больших дистанциях из-за кривизны поверхности Земли и немецкая система навигации работает на каком-то другом принципе. Другие считали, что луч может огибать поверхность. Спор затягивался. Дело стояло.
В конечном итоге, пришлось вмешаться самому Черчиллю - и Реджинальду Виктору Джонсу, главе научного отдела Королевской Разведывательной Службы. Двухмоторный многоцелевой самолет "Avro Anson", оснащенный детектором сигналов, был поднять в небо над Британией. Его экипажу было приказано "искать признаки существования узконаправленных лучей на частотах около 40 мегагерц" - и удача улыбнулась британцам в первом же полете. Над Столлбергом, самолет наткнулся на приводной немецкий луч, и, проследовав по нему, обнаружил точку пересечения со вторым лучом - точно над авиазаводом в Дерби, единственным, где в то время изготовлялись авиамоторы "Роллс-Ройс Мерлин".
Тут уж пришлось замолчать даже скептикам. Академический вопрос разрешился чрезвычайно просто - выяснилось, что физики просто не подумали о том, что даже если луч радара не может огибать линию горизонта, то таковая линия для летящего на большой высоте бомбардировщика отстоит гораздо дальше, чем для наблюдателя на поверхности!
Немедленно были приняты меры. Самолеты с детекционной аппаратурой летали непрерывно, отслеживая появление приводных лучей в небе над Британскими Островами. Когда ночью на радарах появлялись приближающиеся бомбардировщики, радиостанции, находившиеся в предполагаемом районе атаки, начинали передавать ложный сигнал, соответствующий "правому" или "левому" компоненту немецкого приводного луча. Таким образом, равносигнальная зона для немецких навигаторов расширялась катастрофически! Точность ночных бомбардировок, которой немцы только-только успели добиться, мгновенно сошла на нет: самолеты попросту терялись в небе над Британией, и были даже зафиксированы случаи, когда ложные сигналы заставляли бомбардировщики... приземляться на британских аэродромах, думая, что это контролируемая немцами территория!
Первый раунд в игре лучей остался за британцами. Но победа была еще далеко.
X-Apparatus (Wotan I).
Неудовлетворительные результаты Knickebein не охладили пыла немецкого командования. В конце концов, эта система была лишь первым прототипом и, созданная на базе гражданской - никогда не предназначалась для по-настоящему больших дистанций.
Летом 1940 года, британская разведка расшифровала сообщения, в которых упоминалась некая система "Вотан". Р. В. Джонс, зная о страсти немцев к "говорящим секретным названиям" (!) правильно предположил, что речь идет о некой новой системе, основанной на единственном ведущем луче. И он оказался прав.
В основе системы "Вотан I" (также известной как X-apparatus) лежал очень узкий навигационный луч. Ширина равносигнальной зоны на дистанции в 320 км от антенны не превышала 91 метра. Так как введение самолета в столь узкий луч представляло проблему, дополнительно был установлен излучатель более широкого приводного луча, для правильного ориентирования взлетающих бомбардировщиков.
Луч "Вотан I" направлялся точно в сторону цели. На некотором расстоянии от нее, его пересекали три других узких луча под названиями "Рейн", "Одер" и "Эльба".
Первым на пути к цели, на расстоянии около 30 километров от нее, летящий по лучу "Вотан I" бомбардировщик пересекал луч "Рейн". При этом аппаратура самолета улавливала короткий сигнал, который говорил пилотам о том, что цель близко и необходимо включать аппаратуру.
На расстоянии в 10 километров от цели, самолет пересекал луч "Одер". Пересечение этого луча автоматически приводило в действие специальные часы, обе стрелки которых начинали двигаться по часовой стрекле. В 5 километрах, на половине расстояния от цели, самолет пересекал луч "Эльба" - и тогда одна стрелка останавливалась, а вторая стрелка начинала автоматически двигаться назад. Таким образом, автоматические часы отмеряли после пересечения луча "Эльба" расстояние, равное расстоянию между лучами "Одер" и "Эльба" - и когда это расстояние было достигнуто, автоматическое приспособление сбрасывало бомбы.
Схема системы "Вотан I"
Точность системы была потрясающей. Британцы отмечали, что в налетах с применением этой системы, большая часть бомб падала в пределах области шириной в 91 метр (т.е. равносигнальная зона луча "Вотан I") и длиной до 500 метров вдоль трассы луча. Так как автоматическая аппаратура была дорогой и сложной, то немцы обычно ставили ее только на ведущие самолеты - которые "отмечали" цель зажигательными и осветительными бомбами, а остальные бомбардировщики целились на освещенную область. Именно с применением этой системы, был полностью разрушен центр Ковентри во время печально известного налета.
Противодействие англичан
"Вотан I" оказался более крепким орешком. Во многом потому, что британцы изначально неправильно определили частоту приводного луча в 1500 герц, хотя на практике она была 2000 герц. Англичане поначалу думали, что система, так же как и прежняя, основана на приеме сигнала "на слух" и полагали что различить 1500 герц и 2000 герц в самолете на слух невозможно.
Ошибка выяснилась лишь после того, как один из оснащенных автоматической системой бомбардировщиков He-111 разбился на побережье Великобритании. Во время попытки подъема самолет затонул, но аппаратуру удалось изучить. Поняв своб ошибку, англичане немедленно предприняли меры - но было уже слишком поздно, чтобы спасти Ковентри.
Противодействие "Вотан I" в итоге было организовано путем дублирования луча "Эльба". Определив направление приводного луча и точку пересечения с лучом "Одер", англичане создавали фальшивый луч "Эльба" буквально сразу же за лучом "Одер". Таким образом, автоматические часы начинали обратный отсчет буквально секунду спустя после начала основного отсчета - и сбрасывали бомбы за много километров от цели! Используя фальшивые лучи, англичан заставляли немцев сбрасывать бомбы там, где это было выгодно англичанам.
Еще один акт в этой игре остался за Великобританией. Наступала развязка.
Y-Apparatus (Wotan II)
Еще когда англичане только создавали способы противодействия "Вотан I", они уже понимали, что немцы не остановятся на достигнутом. Непрерывно контролируя германский обмен радиосигналами, британские физики пытались экстраполировать информацию и предсказать принцип работы перспективной германской системы. На основании имеющихся тенденций, они предположили, что система будет основана на идее определения положения самолета в воздухе наземными станциями.
И они оказались полностью правы! Система "Вотан II" использовала узкий ведущий луч, движущийся по которому бомбардировщик получал модулированные сигналы и немедленно ретранслировал их обратно. Наземная станция принимала сигналы с бомбардировщика, на основании их задержки определяла точное расстояние до самолета, и его положение. Бомбардировщик не должен был сам отслеживать луч - вместо этого наземная станция отслеживала положение бомбардировщика и пересылала поправки на борт, равно как и передавала сигнал на сброс бомб.
Противодействие англичан
Великобритания была готова к системе "Вотан II" еще до того, как та вступила в строй. Британские инженеры предсказали принцип работы этой системы еще до того, как немцы ее запустили. Был ясен и принцип противодействия - подменять ретранслируемые сигналы. Оставалось только создать глушитель.
Тут англичанам помог случай. Немцы, выбирая волну, остановились на частоте в 45 мегагерц, которая случайно совпадала с волной мощного - но не функционирующего с начала войны - телепередатчика BBC в Дворце Александры. Все, что нужно было сделать англичанам - уловить сигналы летящего бомбардировщика, и передать их на станцию для ретрансляции.
