Bătălia undelor a fost o perioadă din începutul celui de-al Doilea Război Mondial, când bombardierele Forțelor Aeriene Germane (Luftwaffe) au folosit o serie de sisteme din ce în ce mai precise de navigație radio pentru bombardamentele nocturne în Regatul Unit. Serviciile secrete științifice britanice din cadrul Ministerului Aerului au ripostat cu o serie de mijloace proprii din ce în ce mai eficiente, care includeau semnale de bruiaj și de inducere în eroare. Această perioadă s-a încheiat când Wehrmacht și-a mutat forțele spre est în mai 1941, în pregătirea pentru atacul asupra Uniunii Sovietice.
Ideea folosirii fascicolelor de unde radio pentru navigație a fost dezvoltată în anii 1930, inițial ca ajutor pentru aterizarea în orb (fără vizibilitate). Conceptul de bază constă în producerea a două semnale radio direcționale care sunt orientate ușor spre stânga și dreapta liniei mediane a pistei. Operatorii radio din aeronavă ascultă aceste semnale și determină în care dintre cele două fascicule se află. Acest lucru se realizează în mod normal prin trimiterea de semnale Morse în cele două fascicule, pentru a identifica dreapta și stânga.
Pentru bombardamente, Luftwaffe a construit versiuni uriașe ale antenelor pentru a oferi o precizie mult mai mare la distanțe mari, numiteKnickebein și X-Gerät. Acestea au fost utilizate în primele etape ale Blitzului cu mare eficacitate, într-un caz fiind lansată o serie de bombe pe linia centrală a unei fabrici situate în adâncul Angliei. Avertizați despre funcționarea sistemului de către serviciile secrete militare dinainte de război, britanicii au răspuns trimițând propriile semnale în cod Morse, astfel încât echipajul aeronavei să creadă că se află întotdeauna centrat corect în fascicul, în timp ce zburau cu mult în afara cursului. Germanii au devenit convinși că britanicii învățaseră cumva să devieze semnalele radio.
Când problema a devenit generalizată, germanii au introdus un nou sistem care funcționa pe principii diferite, Y-Gerät. Ghicind natura acestui sistem dintr-o discuție neglijentă, britanicii au implementat deja contramăsuri care au făcut sistemul inutil aproape imediat ce a fost utilizat. Germanii au abandonat în cele din urmă întregul concept de navigație radio peste Marea Britanie, concluzionând că britanicii vor continua să îl bruieze cu succes.
Contextul istoric
Înainte de începutul războiului la 1 septembrie 1939, [Lufthansa]] și industria aeronautică germană investit masiv în dezvoltarea aviației comerciale și în sisteme și metode care să îmbunătățească siguranța și fiabilitatea. Au fost depuse eforturi considerabile în dezvoltarea sistemelor de asistență la aterizarea în orb, care permiteau aeronavelor să se apropie de aeroporturi pe timp de noapte sau pe vreme rea. Sistemul principal dezvoltat în acest scop a fost sistemul Lorenz, creat de , care a fost pus în funcțiune pe scară largă pentru aeronavele civile și militare de mari dimensiuni.
Sistemul Lorenz funcționa alimentând un sistem special de antene cu trei elemente cu un semnal radio modulat. Semnalul era transmis către dipolul central, care avea un element reflector puțin mai lung pe fiecare parte, amplasat ușor în spate. Un comutator alterna rapid conexiunea deschisă a punctului central al fiecărui reflector, trimițând fasciculul ușor spre stânga și apoi ușor spre dreapta liniei centrale a pistei. Fasciculele se lărgeau pe măsură ce se răspândeau de la antene, astfel încât exista o zonă direct în afara pistei de aterizare unde cele două semnale se suprapuneau. Comutatorul era sincronizat astfel încât să petreacă mai mult timp pe partea dreaptă a antenei decât pe partea stângă.
O aeronavă care se apropia de aeroport regla unul dintre radiourile sale pe frecvența Lorenz. Dacă echipajul se afla pe partea stângă a liniei centrale, auzea o serie de tonuri scurte urmate de pauze lungi, ceea ce însemna că aeronava se afla pe partea „punctului” antenei. Auzind „punctele”, știau că trebuie să vireze spre dreapta pentru a zbura pe linia centrală. Dacă echipajul se afla pe partea dreaptă a liniei centrale, auzea o serie de tonuri lungi urmate de pauze scurte, ceea ce însemna că aeronava se afla pe partea „liniuță” a antenei. Auzind „liniuțele”, știau că trebuie să vireze spre stânga pentru a zbura pe linia centrală. În centru, radioul recepționa ambele semnale, unde „punctele” umpleau golurile din „liniuțe” și produceau un semnal continuu, așa-numitul „semnal constant”. Zburând în direcția cunoscută a pistei și menținând semnalul constant pe radio, echipajele echipate cu sistemul Lorenz puteau ghida o aeronavă pe o linie dreaptă cu un grad relativ ridicat de precizie, atât de mult încât piloții puteau apoi vedea pista, cu excepția celor mai proaste condiții.
Bombardamentele pe timp de noapte La începutul anilor 1930, conceptul de campanie strategică de bombardament nocturn început să devină predominant în cercurile aviației militare. Acest lucru se datora performanțelor din ce în ce mai bune ale bombardierelor, care începeau să aibă capacitatea să lovească ținte din toată Europa cu încărcături mari de bombe. Aceste aeronave erau lente și greoaie, pradă ușoară pentru interceptoare, dar această amenințare putea fi eliminată în esență prin zborul pe timp de noapte. Un bombardier, vopsit în negru, putea fi zărit doar de la distanțe foarte mici. Pe măsură ce altitudinea și viteza bombardierului creșteau, amenințarea din partea apărării terestre era redusă considerabil. Planificatorii credeau că „bombardierul va trece întotdeauna”.
Problema cu bombardamentele nocturne era că aceleași limitări ale vizibilității făceau ca echipajul bombardierului să aibă dificultăți în găsirea țintelor, în special a celor camuflate pe timp de noapte. Doar țintele cele mai mari, orașele, puteau fi atacate cu șanse de succes. Pentru sprijinirea misiunilor de noapte, RAF a investit masiv în instruirea în domeniul navigației, echipând aeronavele cu diverse dispozitive, inclusiv un astrodom pentru determinarea poziției stelelor și oferind navigatorului spațiu pentru a-și face calculele într-un spațiu de lucru iluminat. Acest sistem a fost pus în funcțiune imediat după începerea războiului și a fost considerat inițial un succes. În realitate, primele bombardamente au fost un eșec total, majoritatea bombelor aterizând la kilometri distanță de țintele vizate.
Luftwaffe a continuat să cerceteze bombardarea nocturnă precisă împotriva țintelor mai mici. Nefiind dependenți de navigația astronomică, ei și-au concentrat eforturile în sisteme de radionavigație. Luftwaffe s-a concentrat pe dezvoltarea unui sistem de ghidare a bombardamentelor bazat pe conceptul Lorenz în anii 1930, deoarece acesta făcea navigația nocturnă relativ ușoară prin simpla ascultare a semnalelor pe un aparat de radio, iar aparatele de radio necesare erau deja instalate pe multe aeronave. Sistemele germane
Knickebein
Pentru utilizarea în bombardamente, modificările aduse sistemului Lorenz au fost destul de reduse. Pentru asigurarea preciziei necesare, erau necesare antene mult mai mari. Acest lucru a fost realizat prin utilizarea de antene cu mult mai multe elemente, dar s-a păstrat comutarea simplă a două dintre elementele reflectorului pentru a modifica foarte puțin direcțiile fasciculului. Unghiurile fasciculului au fost reduse atât de drastic încât aveau o lățime de doar câteva zeci de metri peste țintă. Forma antenelor a dat sistemului numele de cod Knickebein, („picior strâmb” sau „picior îndoit”) . Knickebein este, de asemenea, numele unui corb magic din mitologia germanică. Pentru raza de acțiune necesară, puterea transmisă a fost crescută considerabil. Receptoarele Knickebein erau deghizate într-un sistem standard de recepție pentru aterizare în orb, constând aparent din receptoarele EBL-1 și EBL-2.
Raza unui singur emițător ghida bombardierele către țintă, dar nu le putea indica momentul în care se aflau deasupra acesteia. Pentru a adăuga această funcție de determinare a distanței, a fost instalat un al doilea emițător similar cu primul, astfel încât raza sa să intersecteze raza de ghidare în punctul în care trebuiau aruncate bombele. Antenele puteau fi rotite pentru a face ca razele celor două emițătoare să se intersecteze deasupra țintei. Bombardierele zburau în raza unuia dintre emițătoare și o urmau până când începeau să audă tonurile celuilalt (pe un al doilea receptor). Când se auzea sunetul constant „pe direcție” al celui de-al doilea emițător, aruncau bombele.
Primele dintre aceste noi emițătoare Knickebein au fost instalate în 1939 pe dealul Stollberg din Frislanda de Nord, lângă granița cu Danemarca; la Kleve (Cleves), lângă granița cu Olanda, aproape cel mai vestic punct al Germaniei, și la Lörrach, lângă granița cu Franța și Elveția, în sud-vestul Germaniei. După înfrângerea Franței în iunie 1940, au fost instalate emițătoare suplimentare pe coasta franceză. De asemenea, au fost construite stații în Norvegia și Olanda
Knickebein a fost utilizat în primele etape ale ofensivei germane de bombardament nocturn și s-a dovedit a fi destul de eficient, dar tacticile de utilizare a sistemului într-o operațiune de bombardament pe scară largă nu erau încă dezvoltate, astfel încât o mare parte din ofensiva germană de bombardament nocturn s-a limitat la bombardamente zonale. Căutare frecvențelor Eforturile depuse în Marea Britanie pentru a bloca sistemul Knickebein au necesitat timp pentru a fi puse în aplicare. Serviciile secrete britanice din cadrul Ministerului Aerului, conduse de , au luat cunoștință de sistem atunci când a analizat sistemul Lorenz al unui bombardier german doborât și a observat că acesta era mult mai sensibil decât era necesar pentru un simplu sistem de aterizare în orb. Transcrierile înregistrate în secret de la piloții germani prizonieri de război au indicat că acesta ar fi putut fi un dispozitiv de dirijare a lansării bombelot. Winston Churchill a primit, de asemenea, informații „Ultra” din mesajele decriptate ale mașinii Enigma care menționau "raze de bombardament".
Când Jones i-a menționat lui Churchill posibilitatea undelor de ghidare a bombardierelor, acesta a ordonat continuarea investigațiilor. Britanicii au dat sistemului numele de cod „Headache” (durerea de cap). Mulți din Ministerul Aerului nu credeau că sistemul era în uz. , principalul consilier științific al guvernului, a susținut că un astfel de sistem nu ar fi capabil să urmărească curbura Pământului, deși de la compania afirmase că acest lucru ar fi posibil.
Afirmația lui Eckersley a fost demonstrată în cele din urmă după ce Churchill a ordonat un zbor pentru a încerca să detecteze fasciculele. RAF nu dispunea de echipament capabil să detecteze semnale Lorenz de 30-33 MHz, așa că a achiziționat un receptor S-27 pentru radioamator de la un magazin din Lisle Street, Londra. Receptorul a fost montat pe un avion și operat de un membru al . Zborul a fost aproape anulat atunci când Eckersley și-a retras afirmația că razele se vor curba în jurul Pământului. Jones a salvat zborul arătând că Churchill însuși îl ordonase și că se va asigura că prim-ministrul va afla cine l-a anulat.