Битва лучей

«Битва лучей» (англ. Battle of the Beams) — развитие средств немецкой радионавигации для ночных бомбардировок Соединённого Королевства и мер противодействия им в начальный период Второй мировой войны.

Британская научная разведка Министерства авиации боролась со всё более эффективными средствами наведения немецких бомбардировщиков, используя глушение и дезинформацию. Этот период закончился, когда в мае 1941 года вермахт перебросил свои силы на Восток, готовясь к нападению на Советский Союз^[1].

Идея радионавигации возникла в 1930-х годах, изначально как средство посадки по приборам. Основная концепция заключается в создании двух направленных радиосигналов, направленных немного левее и правее средней линии взлётно-посадочной полосы. Пилот самолёта слушал эти сигналы и определял, в каком из двух лучей он летит. Обычно это достигалось путём передачи сигналов азбуки Морзе в оба луча для определения правого и левого направления.

Для бомбардировок Англии люфтваффе построили огромные антенны, обеспечивающие высокую точность на больших расстояниях, названные Knickebein и X-Gerät. Они использовались с большим успехом на ранних этапах Блица; так, в одном случае полоса бомб была сброшена по центральной линии завода в глубине Англии. Узнав о работе системы от своей военной разведки, британцы ответили отправкой собственных сигналов азбукой Морзе, чтобы экипажи самолётов считали, что они всегда точно центрированы в луче, хотя сами самолёты сильно отклонялись от курса.

Когда проблема приобрела массовый характер, немцы внедрили новую систему, работавшую по иным принципам, — Y-Gerät. Разгадав суть этой системы по мимолётному упоминанию, британцы развернули контрмеры, которые сделали её бесполезной практически сразу после использования. В конце концов, немцы отказались от всей концепции радионавигации над Великобританией, поняв, что британцы научились успешно её глушить.

До начала войны 1 сентября 1939 года немецкая авиастроительная промышленность вложила значительные средства в развитие коммерческой авиации, а также в системы и методы, которые должны были повысить безопасность полетов. Основные усилия были направлены на разработку систем слепой посадки, которые позволяли самолётам заходить на посадку ночью или в непогоду. Первой разработанной для этого системой стала т. н. «система Лоренца», разработанная Йоханнесом Плендлом, которая в то время широко применялась на крупных гражданских и военных самолётах^[2].

В начале 1930-х годов концепция стратегической кампании ночных бомбардировок стала приобретать первостепенное значение. Это было обусловлено постоянно растущими возможностями бомбардировщиков. Однако в дневное время эти самолёты были лёгкой добычей для перехватчиков, что можно было устранить, выполняя полёты ночью. Бомбардировщик, окрашенный в чёрный цвет, можно было обнаружить только на очень коротких дистанциях. С увеличением высоты и скорости бомбардировщика угроза со стороны наземных средств ПВО значительно снижалась. Политики были уверены, что «бомбардировщик всегда прорвётся».

Проблема ночных бомбардировок заключалась в том, что из-за тех же ограничений видимости бомбардировщикам было сложно обнаружить цели, особенно в условиях затемнения. Только самые крупные цели — города — можно было атаковать с какой-то вероятностью успеха.

Для выполнения этой миссии Королевские ВВС вложили значительные средства в навигационную подготовку, оснастив свои самолёты различными устройствами, включая астрокупол для определения положения по звёздам. Эта система была введена в эксплуатацию сразу же после начала войны и поначалу считалась успешной. В действительности, первые попытки бомбардировок потерпели полный провал, поскольку большинство бомб упало в нескольких милях от намеченных целей^[3].

Люфтваффе продолжали исследования в области ночного бомбометания по малоразмерным целям. Не полагаясь на астронавигацию, они сосредоточили свои усилия на радионавигационных системах. В течение 1930-х годов немцы сосредоточились на разработке системы наведения, основанной на концепции Лоренца; необходимые радиостанции уже устанавливались на многих самолётах.

Название Knickebein означает «кривая нога»^[4]. Это слово также является именем волшебного ворона в германской мифологии^[5] Для обеспечения требуемой дальности мощность передатчиков была значительно увеличена. Приемники Knickebein были замаскированы под систему приемников слепой посадки.

Луч одного передатчика направлял бомбардировщики к цели, но не позволял определить, момент сброса бомб. Для измерения дальности был установлен второй передатчик, аналогичный первому, так, чтобы его луч пересекал луч наведения в точке, куда должны были быть сброшены бомбы. Антенны можно было поворачивать так, чтобы лучи двух передатчиков пересекались над целью. Бомбардировщики попадали в луч одного из них и двигались по нему, пока не начинали слышать сигналы другого (на втором приёмнике). Бомбы сбрасывались, когда из второго приемника раздавался сигнал «на курсе»^[6].

Первые передатчики системы «Книккебайн» были установлены в 1939 году на холме Штольберг в Северной Фризии, недалеко от границы с Данией, в Клеве (Клев) недалеко от границы с Нидерландами, почти в самой западной точке Германии, и в Лёррахе, недалеко от границы с Францией и Швейцарией на юго-западе Германии^[7][8]. После падения Франции в июне 1940 года дополнительные передатчики были установлены на французском побережье. Станции также были построены в Норвегии и Нидерландах^[9][10].

Система «Книккебайн» использовалась на ранних этапах немецких ночных бомбардировок и оказалась довольно эффективной, однако тактика использования этой системы при широкомасштабных бомбардировках еще не была разработана, поэтому многие из ранних немецких ночных бомбардировок ограничивались бомбардировками по площадям.

Попытки Великобритании заблокировать систему Книккебайн потребовали времени. Разведка Министерства авиации, возглавляемая Реджинальдом Джонсом, узнала о системе из аппаратуры сбитого немецкого бомбардировщика. Выяснилось, что она была гораздо более чувствительной, чем требовалось для обеспечения слепой посадки. Анализ разговоров пленных немецких пилотов указывали на то, что это могла быть система наведения^[11]. Черчилль также получил разведданные из расшифрованных сообщений «Энигмы», в которых упоминались «бомбардировочные лучи»^[10].

Когда Джонс сообщил Черчиллю о возможности бомбардировки с помощью радиоволн, он приказал провести дальнейшее расследование. Британцы дали системе кодовое название «Головная боль»^[12]. Многие в Министерстве авиации не верили, что эта система действительно возможна. Так, ведущий научный советник правительства Фредерик Линдеманн утверждал, что любая подобная система не сможет отслеживать кривизну Земли, хотя Т. С. Экерсли из компании «Маркони» утверждал, что это возможно^[13].

Утверждение Экерсли в конечном итоге было подтверждено после того, как Черчилль приказал провести полёт для обнаружения лучей. У Королевских ВВС не было оборудования, способного обнаружить сигналы системы Лоренца, поэтому они приобрели любительский радиоприёмник American Hallicrafters S-27^[14]. Приёмник был установлен в самолёт Avro Anson. Полёт едва не отменили, когда Экерсли отказался от своего утверждения о том, что лучи будут огибать Землю. Полёт состоялся благодаря настойчивости Джонса^[13].

Экипажу не сообщили подробностей, а просто приказали искать радиосигналы около 30 МГц, имеющие характеристики Лоренца, и, если они их обнаружат, определить их пеленг. Вначале был обнаружен луч из Клеве на частоте 31.5. МГц.^[15]. Вскоре был обнаружен перекрёстный луч из Столлберга. Радист и штурман смогли проложить траекторию лучей и обнаружили, что они пересекались над заводом двигателей Rolls-Royce в Дерби, который в то время был единственным заводом, выпускавшим двигатели Merlin. Впоследствии выяснилось, что спор о том, будут ли лучи огибать Землю, был чисто теоретическим, поскольку передатчики находились в более или менее прямой видимости высотных бомбардировщиков.

Меры по борьбе с «головной болью» Книккебайна получили кодовое название «Аспирин»^[16]. Немецкая практика включения радиолучей задолго до достижения бомбардировщиками района цели способствовала усилиям британцев. Самолёты Avro Anson, оснащённые приёмниками, летали по всей стране, чтобы определить местоположение радиолучей и сообщить об этом ближайшим радиостанциям для передачи помех^[17].

Ложные сигналы позволяли направлять бомбардировщики в безопаные районы. Побочным эффектом стало то, что, поскольку немецкие экипажи были обучены ориентироваться исключительно по лучам, многим экипажам не удавалось найти Германию на обратном пути^[18]. Некоторые бомбардировщики даже приземлялись на базах Королевских ВВС, полагая, что вернулись на базу^[19].

Несмотря успешность системы Knickebein, она никогда не предназначалась для использования на больших расстояниях. Плендл некоторое время работал над созданием гораздо более точной версии той же базовой концепции, которая в конечном итоге была представлена как X-Gerät. X-Gerät использовал серию лучей для определения местоположения цели, каждый луч был назван в честь реки. Главный луч, Weser, был похож по концепции на тот, который использовался в Knickebein, но работал на гораздо более высокой частоте^[20]. Это позволяло направлять два его луча гораздо точнее, чем Knickebein, с антенной аналогичного размера; область равного сигнала составляла всего около 100 ярдов (91 м) в ширину на расстоянии 200 миль (320 км) от антенны. Лучи были настолько узкими, что бомбардировщики не могли обнаружить их без посторонней помощи, поэтому на той же станции была установлена маломощная версия «Книккебайна» с широким лучом, которая служила ориентиром. Основная антенна «Везера» была установлена к западу от Шербура во Франции^[21].

«Перекрёстный» сигнал в X-Gerät использовал серию из трёх очень узких одиночных лучей: Рейн, Одер и Эльба. Они были тщательно наведены для определения точного места сброса бомб^[22].

Система была впервые испытана 20 декабря 1939 года, когда бомбардировщик из KGr 100 под управлением обер-лейтенанта Германа Шмидта пролетел над Лондоном на высоте 7000 м (23 000 футов).

X-Gerät эффективно использовался в серии налётов, известных немцам как «Лунная соната», на Ковентри, Вулверхэмптон и Бирмингем. В налёте на Бирмингем использовались только KGr 100, и британский анализ после налёта показал, что подавляющее большинство сброшенных бомб было сброшено в радиусе 100 ярдов (91 м) от средней линии луча Везер. Такой точности редко удавалось достичь даже дневным бомбардировкам. Налёт на Ковентри практически уничтожил центр города^[23].

Противодействовать X-Gerät оказалось сложнее, чем Книккебейн. Первоначальные меры защиты против системы были развернуты аналогично Книккебейну в попытке сорвать налёт на Ковентри, но окончились неудачей. Хотя Джонс правильно угадал схему расположения лучей, измеренная частота модуляции была принята за 1,5 кГц, хотя на самом деле она составляла 2 кГц. В то время считалось, что это не будет иметь никакого значения, поскольку тоны были настолько близки, что оператору было бы трудно различить их в шумном самолёте^[24].

Секрет был раскрыт после того, как Heinkel He 111, оснащенный X-Gerät, потерпел крушение 6 ноября 1940 года на английском побережье в Уэст-Бей, Бридпорт^[24]. Хотя самолёт затонул во время операции по подъему, оборудование X-Gerät было извлечено^[25]. При осмотре выяснилось, что использовался новый прибор, который автоматически декодировал точки и тире и перемещал указатель на дисплее в кабине перед пилотом. Это устройство было оснащено фильтром, который был настроен на частоту 2 кГц и игнорировал прочие, в том числе 1,5 килогерцовую помеху^[26]. Хотя глушилки были соответствующим образом модифицированы, это произошло слишком поздно для налета на Ковентри 14 ноября; но контрмеры смогли успешно сорвать налет на Бирмингем 19 ноября^[27].

Британские наблюдатели вскоре начали получать разведданные от расшифровок Энигмы, указывающие на новое устройство, известное как Y-Gerät, которое также иногда называли Вотаном^[28]. Джонс уже пришел к выводу, что немцы использовали слишком описательные кодовые названия, поэтому он спросил специалиста по немецкому языку и литературе в Блетчли-парке о слове Вотан . Специалист понял, что Вотан относится к Водену, одноглазому богу, и может относиться к однолучевой навигационной системе^[28]. Джонс согласился, и понял, что система с одним лучом должна включать в себя способ измерения расстояния. Он пришел к выводу, что она может работать на основе, описанной антинацистским немецким математиком и физиком Гансом Майером, который во время посещения Норвегии предоставил большой объем информации в докладе для британской разведки.

Y-Gerät использовал один узкий луч, направленный на цель, подобно более ранним системам с лучами, передавая модулированный радиосигнал. Система использовала транспондер (FuG 28a), который принимал сигнал от луча и немедленно ретранслировал его на наземную станцию. Наземная станция прослушивала ответный сигнал и сравнивала фазу его модуляции с переданным сигналом, что точно определяло время прохождения сигнала и, следовательно, расстояние до самолёта. В сочетании с направлением луча (скорректированным на максимальный ответный сигнал), местоположение бомбардировщика могло быть установлено со значительной точностью. Бомбардировщикам не нужно было отслеживать луч, вместо этого наземные диспетчеры могли рассчитать его и затем дать радиоуказания пилоту для корректировки траектории полета^[29].

Британцы были готовы к этой системе ещё до её применения. По случайности, немцы неудачно выбрали рабочую частоту системы «Вотан» . Она работала на частоте 45 МГц, что случайно оказалось частотой мощного, но бездействующего телевизионного передатчика BBC в Александровском дворце (на илл.)^[30]. Джонсу оставалось лишь организовать приём обратного сигнала с самолёта и его отправку в Александр-палас для повторной передачи. Сочетание двух сигналов изменяло фазовый сдвиг и, следовательно, кажущуюся задержку прохождения. Первоначально сигнал ретранслировался на малой мощности, недостаточной для того, чтобы немцы поняли, что происходит, но достаточной, чтобы нарушить точность системы. В последующие ночи мощность передатчика постепенно увеличивалась.

По мере продолжения использования Y-Gerät пилоты обвиняли наземную станцию в передаче некачественных сигналов, а наземная станция утверждала, что у самолёта были ненадёжные соединения. Вся эта схема пришлась по душе Джонсу, поскольку он был прирождённым шутником и отмечал, что способен устроить один из самых грандиозных розыгрышей пользуясь при этом ресурсами государства. Постепенное увеличение мощности привело к тому, что немцы не осознавали, что в систему вмешиваются, но считали, что она страдает от ряда внутренних дефектов^[31]. В конце концов, когда мощность была достаточно увеличена, вся система Y-Gerät начала «звенеть» от обратных связей.

Люфтваффе, наконец осознав, что британцы применяли контрмеры с самого первого дня использования системы, полностью утратили веру в радионавигацию и перестали создавать новые системы для налетов на Англию^[32]; к тому же внимание Гитлера уже обратилось на Восточную Европу.