Az elektronikus navigáció története 2. rész
A műsorszóró adók navigációs célokra történő használata nem tartott sokáig. Az állomások gomba módra szaporodtak, a sávok szép lassan megteltek, ráadásul sok adó éjszaka csak csökkentett teljesítménnyel sugárzott. A hurokantennás módszer sem volt igazán pontos, ráadásul az irányból az nem derült ki hogy előtted vagy mögötted van a jelforrás, bár ez nem okozott komoly problémát. Ennek ellenére egészen az ötvenes évek elejéig ott díszelegtek az antennák sok hajón és repülőgépen.
Orfordness Beacon, vagy Black Beacon, egy korai rádiónavigációs rendszer amit az Egyesült Királyságban vezettek be 1929-ben. Bármely légi jármű vagy hajó egy hagyományos rádióvevővel meg tudta állapítani a saját helyzetét a kor lehetőségeihez képest viszonylag pontosan. Egy állomás 100 mérföld átmérőjű kört fedett le, az első kettőt Orford Ness és Farnborough Repülőterére telepítették. Az adó folyamatos sugárzott a hosszúhullámon 288,5 kHz-en egy nagy forgatható hurokantennán keresztül, ami egy perc alatt tett meg egy teljes fordulatot, tehát másodpercenként hat fokot. Amikor észak felé mutatott, akkor egy morze "V" betűt adott le, egyébként pedig folyamatos jelet. A navigátornak annyit kellett tennie hogy behangolta az állomást a rádión, és várta a V jelet, amikor meghallotta elindította a stoppert, és akkor állította meg amikor a folyamatos jel teljesen elhalkult. Az eltelt időt megszorozva hattal megkapta a haladási irány és észak közt bezárt szöget. Később a rendszert finomították, és a többi irányhoz is Morze betűkódokat rendeltek. Az állomás egy kis méretű fekete épületben volt elhelyezve, ami legjobban egy lapát nélküli holland szélmalomra hasonlított (lenti kép).
Rendkívül ötletes megoldást használt a Lorenz A.G. által fejlesztett leszállást segítő rendszer, az un. Lorenz sugár. Az első egységet 1932-ben Berlinben helyezték üzembe, a másodikat 1934-ben Svájcban, a háború alatt pedig szinte az összes Luftwaffe repülőtéren használták. A rendszer egyetlen rádió adót használt 33,33 MHz működési frekvenciával. A kifutópálya végén három antennát helyeztek el. A középső állandóan működött, az egyik szélső csak rövid Morze jeleket adott, a másik pedig csak hosszúakat. A pilóta már 30 km-ről észlelni tudta a jeleket, ha csak rövid impulzusokat hallott, akkor tudta hogy a bal szélső nyalábot fogja, ha csak hosszú impulzusok szóltak, akkor a jobb nyaláb felé tartott, ha viszont mindkét nyalábot egyformán vette, akkor egy összefüggő sípoló hangot hallott, na ekkor rátalált a jó irányra.
Az 1930-as évek végére egyre fontosabbá vált az éjszakai bombázás stratégiája, mivel a nagy lomha bombázók nappal könnyű célpontok voltak. Este viszont problémás volt a tájékozódás, főleg ha az ellenség még elsötétítést is alkalmazott. Valahogy a célpont fölé kellett navigálni a gépet, és erre a Lorenz sugár alapötletéből kiindulva több megoldást is kifejlesztettek. A "Knickebein" rendszer két keskeny nyalábú adót használt, amiknek jelei a cél fölött keresztezték egymást, amikor a pilóta folyamatos hangot hallott a megfelelő frekvencián, akkor ledobhatta a bombáit. Persze azért ez még nem a precíziós bombázás kategóriába tartozott, arra viszont megfelelt hogy ne a szántóföldet támadják. Lent jobbra a forgatható adóantenna makettje látható, az eredeti méretekre jellemző hogy a kisebbik változatot egy 30 méter átmérőjű kör alakú vasúti pályán mozgatták. Az Angolok persze azon fáradoztak hogyan zavarják a jelet, de eleinte meg sem találták, mert nem voltak hozzá eszközeik. Később amerikai segítséggel megoldották a problémát, és a kereskedelmi adók megtévesztő jeleket kezdtek sugározni.
Persze az élet nem áll meg, rögtön jött a következő rendszer, az "X-gerate". A gép egy vezető sugár mentén repül, ami a célpont felé mutat. Ezt a fő nyalábot keresztezik három másik, "Rajna", "Odera" és "Elba" folyókra elnevezett sugárral. Először a "Rajna" sugár jele érkezik 30 km-re a céltól, ez azt jelenti hogy lehet készülődni, utána az "Odera" jön 10 km-re a céltól, ekkor el kell indítani egy óraszerkezetet, majd az "Elba" sugár jelére, (5 km-re a céltól) át kell kapcsolni a speciális órát, ami automatikusan kioldja a bombákat. Az elemzések azt mutatták hogy ezzel a módszerrel néhány száz méteres pontosságot értek el, ami abban az időben nagyon jónak számított. Az "X.gerate" feltörése kemény diónak bizonyult. A rendszer 60 MHz-en dolgozott, és semmilyen jellel nem sikerült megzavarni egészen addig amíg egy lezuhant He-111-ből ki nem szedték a lenti képen jobbra látható "X-gerate" vevőkészüléket. A szerkezet lelke egy nagy meredekségű 2 khz-es szűrő volt, ami hatékonynak bizonyult a zavaró jelek ellen. Miután fény derült a titokra, az Angolok ál "Elba" sugárral próbálták a bombázások hatékonyságát csökkenteni.
Mivel az "X-gerate" használhatatlanná vált teljesen új rendszert kellett fejleszteni, ez volt az "Y-gerate". Ez egyetlen nyalábbal dolgozott, ami a cél felé mutatott, és ezen küldték a modulált rádiójelet. A repülőgép egy új berendezéssel a modulált jelet visszaküldte, ezt az adás helyén összehasonlították az eredeti jellel, és a fáziseltérésből megállapították a távolságot, amit közöltek rádión a pilótával. A rendszer igen jól és pontosan működhetett volna, de a Németek 45 MHz-re választották meg a vivőfrekvenciát, ami nagyon rossz döntésnek bizonyult. Az egyik legrégebbi televízió adó Londonban, az Alexandra Palace a VHF I sávban sugározta a BBC rendszeres műsorait 1936-tól kezdve, de háború alatt szünetelt az adás. Az Angolok újra üzembe helyezték amikor rájöttek hogy meg tudja zavarni az "Y-gerate" navigációs rendszert. Mivel ez már az első napokban megtörtént a fejlesztők joggal hihették hogy maga a rendszer hibás, és mire rájöttek a problémára addigra véget ért az Angliai Csata, és Hitler figyelme már más felé fordult.
Időközben azonban megváltoztak a dolgok, és az lépett elő elsődleges feladattá hogy a nyugati fronton a vadászgépeket rávezessék az ellenséges bombázókra. A TELEFUNKEN már 1935-től kezdve fejlesztette a "Bernhard" rendszert, ami igen magas, 300 MHz-es frekvencián működött volna az eredeti elképzelés szerint komplett hálózatként. A működés lényege hogy egy forgó antenna folyamatosan kisugározza saját pozícióját, és a repülőgépen lévő "Bernhardine" vevő ezt jelmaximumban veszi, majd kinyomtatja a kezelőnek az aktuális irányszöget egy papírszalagra. Az állomások pozíciói ismertek, tehát ha tudunk még egy fix pontot (műsorsugárzó adó), vagy másik "Bernhard" földi adót, akkor meghatározhatjuk a saját pozíciónkat.
Az állomásokat is meg kellett különböztetni egymástól, ez úgy történt hogy az antennaforgató tengely alatt volt egy tárcsa amelyen a változó szélességű beosztásokat átvilágították, a másik oldalon egy fotocelláról levették a jelet, ezután ráültették a jelcsomagra. Ez konkrétan egy betű volt, ami például a fenti mozgó ábra alján a nyomtató csíkon a számok között megjelenő M betű. A lenti ábrán láthatjuk a kisugárzott jel struktúráját, ami 1800 Hz-es impulzusokból, és a nyomtatót vezérlő 2600 Hz-es vivőfrekvenciára ültetett adatcsomagból állt. A hanglejátszóval meghallgathatunk egy szimulációt, aminek a vége kicsit hasonlít arra amikor egy adatkazettát játszunk le normál magnón. Jól gondoljuk, ez volt valószínűleg a világtörténelem első adatkommunikációja egy repülőgép és a földi állomás között.
A rendszer fejlesztését 1940 végén leállították, mert túl sok új eszközzel kellett volna felszerelni a repülőgépeket, és a földi adóhálózat sem készült volna el belátható időn belül. Az alapötlet túl jó volt ahhoz hogy teljesen elvessék, ezért a "Knickebein" rendszer meglévő elemeit felhasználva mégis megépítették. A vivőfrekvencia kisebb lett (33 MHz), az adóantennák jóval nagyobbak, de így csak a Hellschreiber nyomtatót kellett beépíteni a repülőkbe, nagyjából 2500 darabot a különböző típusokba a háború végéig. Az ME-262-be is ilyen rendszer került.
A fenti ábrán láthatunk egy blokksémát. A villanymotorok által mozgatott antennarendszer percenként kétszer fordult körbe a kör alakú vasúti pályán. A rendszerhez tartozott a bal oldalon látható kontroll vevő antenna, ezen keresztül ellenőrizték hogy a kisugárzott jel megfelelő e. Jobbra fent pedig a vevőegység, aminek a végpontja a Hellschreiber nyomtató. Az egész monstrum csak akkor működött ha ellenséges bombázókat észleltek. Lent a Dániába telepített adó látható.
Az építmények maradványai napjainkban is megtalálhatóak, és a neten rákeresve kiterjedt szakirodalomra lelhetünk.
Források: Wikipédia, Bundesarchiv, nonstopsystems.com
