Oboe (navegación)

Para determinar con precisión la ubicación con respecto a objetos en tierra, se necesitan dos puntos de datos: dos ángulos (como en la 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 hasta el inicio de la guerra. Los alemanes fueron pioneros en este enfoque con sistemas operativos como el haz de Lorenz y el X-Gerät , que utilizaban dos señales estrechas en forma de haz que se cruzaban en un punto del cielo para indicar un objetivo mediante triangulación. Posteriormente, durante el Blitz , los alemanes introdujeron el Y-Gerät , que combinaba un único haz de Lorenz con una medición de distancia basada en un transpondedor para determinar la ubicación. El problema con todos estos sistemas era que no proporcionaban información fuera de sus haces estrechos y no eran útiles para la navegación de propósito general.

El sistema Gee de la RAF, más útil , utilizaba dos señales temporizadas que permitían al navegante del bombardero determinar su ubicación mediante trilateración. Podía utilizarse en cualquier punto dentro del alcance visual de las estaciones transmisoras en el Reino Unido y, por lo general, proporcionaba una señal razonable hasta unos 500 kilómetros (310 millas) , dependiendo de la altitud de la aeronave. La señal Gee se leía en una pantalla de osciloscopio de unos 76 mm (3 pulgadas) , lo que limitaba la precisión de las mediciones de tiempo. En consecuencia, la precisión de Gee era del orden de kilómetros, lo que resultaba extremadamente útil para la navegación y el bombardeo de área, pero no proporcionaba la precisión necesaria para el bombardeo de precisión.  

Dado que la precisión del Gee dependía en gran medida del tamaño mecánico de la unidad indicadora, se podía mejorar utilizando una pantalla más grande. Sin embargo, en los inicios del tubo de rayos catódicos (TRC), dichas pantallas eran extremadamente caras y muy largas, lo que las hacía inadecuadas para su instalación en un gran número de aviones del Mando de Bombarderos.

La idea de invertir la disposición de la pantalla para que esta se ubicara en tierra y el transmisor en la aeronave era obvia. Fue sugerida por primera vez por Alec Reeves de Standard Telephones and Cables en 1940 y presentada formalmente con la ayuda de Francis Jones en la primavera de 1941. ^{[ 5 ]}

La idea básica consistía en tener dos estaciones terrestres que enviarían periódicamente señales en frecuencias similares pero distintas. La aeronave llevaba transpondedores , uno para cada señal, que retransmitían las señales al recibirlas. Al cronometrar el tiempo total de ida y vuelta desde la emisión hasta la recepción y dividirlo por el doble de la velocidad de la luz (el tiempo que tarda la señal en viajar hasta la aeronave y regresar), se podía determinar la distancia a la aeronave. Esto era esencialmente idéntico al radar , con la excepción de que el transpondedor amplificaba considerablemente las señales para el viaje de regreso, lo que mejoraba la precisión al proporcionar pulsos de señal fuertes y bien definidos. ^{[ 5 ]}

Un problema práctico radicaba en utilizar estas mediciones de distancia para guiar a un bombardero hacia su objetivo. En el caso del Y-Gerät , se utilizaba un único haz que generaba una trayectoria natural para el vuelo del bombardero. Solo era necesario medir la distancia a lo largo de esta trayectoria y transmitirla a la tripulación. En el caso de un sistema que utilizaba dos mediciones de distancia, no existía una trayectoria inherente en el cielo que la aeronave pudiera seguir. La ubicación y la dirección podían determinarse enviando las dos mediciones de distancia a una sala de trazado, dibujando arcos desde las estaciones a esas distancias medidas y, posteriormente, localizando la intersección. Sin embargo, esto requería tiempo, durante el cual la aeronave se desplazaba, lo que resultaba demasiado lento para proporcionar la precisión deseada.

Oboe adoptó una solución sencilla para este problema. Antes de la misión, se definió una trayectoria que representaba el arco de un círculo cuyo radio pasaba por el objetivo, medido desde una de las dos estaciones. Esta estación recibió el nombre de "Cat". La aeronave utilizaría entonces técnicas de navegación convencionales, navegación a estima o Gee si estaba equipada, para situarse a cierta distancia al norte o al sur del objetivo, en un punto cercano a esta línea. Luego comenzaría a volar hacia el objetivo, momento en el que un operador en Cat indicaría correcciones para que la aeronave volara más cerca o más lejos de la estación hasta alcanzar la distancia precisa para mantenerse en el círculo. ^{[ 6 ]}

La estación Cat mantuvo la aeronave posicionada a esta distancia precisa mientras volaba hacia el objetivo, lo que provocó que volara a lo largo del arco predefinido. La segunda estación, con nombre en clave "Mouse", también calculó el alcance al objetivo antes de la misión. Cuando el bombardero se aproximaba a ese alcance predeterminado, primero emitían una señal de "advertencia" para indicar al apuntador de bombas que iniciara la carrera, y luego una segunda señal en el momento preciso para lanzar la bomba. Con este método, no era necesario que las dos estaciones compararan mediciones ni realizaran trigonometría para determinar una ubicación real en el espacio; ambas realizaban mediciones de alcance simples directamente desde su pantalla y enviaban sus correcciones por separado a la aeronave. ^{[ 6 ]}

En la práctica, las distancias no se enviaban por voz a la aeronave. En su lugar, un generador de tonos producía puntos o rayas en código Morse bajo el control de los operadores. Esto era similar a los sistemas de haz como el Lorenz, con los que las tripulaciones aéreas británicas ya estaban familiarizadas y que utilizaban como ayuda para aterrizajes a ciegas en el período de preguerra. Si la aeronave estaba demasiado cerca de la estación, el operador emitía la señal de puntos, y si estaba demasiado lejos, la de rayas. Ambas señales podían combinarse de manera que, al acercarse a la distancia correcta, los puntos rellenaran los espacios entre las rayas y formaran un tono constante. ^{[ 7 ]}

Periódicamente, la señal se activaba para enviar una letra que indicara la distancia a la que se encontraban del alcance correcto: X indicaba 20 millas (32 km) , Y 10 millas (16 km) y Z 5 millas (8,0 km) . Asimismo, la estación Mouse enviaba una serie de señales activadas para indicar la aproximación: S para indicar que la aproximación estaba comenzando, y luego A, B, C y D a medida que la aeronave se aproximaba. ^{[ 7 ]}   

Sin embargo, este enfoque presentaba algunos problemas evidentes. Uno de los más obvios era que cualquier estación terrestre solo podía rastrear un único avión a la vez, a diferencia del sistema Gee, donde cualquier bombardero podía captar las señales del Reino Unido y realizar los cálculos necesarios. Esto no lo descartó de inmediato como sistema útil; el Y-Gerät tenía la misma limitación, por lo que se utilizaba para marcar objetivos volando un avión controlado y haciendo que lanzara bengalas para que el siguiente avión las lanzara. Los británicos adoptaron la misma solución. ^{[ 8 ]}

Una preocupación aún mayor era que el bombardero tendría que volar en línea recta y nivelado siguiendo una trayectoria ligeramente curva mientras la estación terrestre monitoreaba su alcance durante el vuelo hacia el objetivo. Durante este tiempo, el avión estaría expuesto a ataques, lo que algunos consideraban casi un suicidio. Por último, los británicos no tuvieron dificultad en interferir el sistema alemán Y-Gerät , incluso antes de su uso generalizado. No había razón para esperar que los alemanes no hicieran lo mismo con Oboe tan pronto como detectaran las señales. ^{[ 8 ]}

A pesar de la oposición generalizada al uso del Oboe, AP Rowe ordenó que se iniciara su desarrollo. Este se inició tanto en la longitud de onda de 1,5 metros (200 MHz), compartida por la mayoría de los primeros sistemas de radar del Reino Unido, como en la nueva y "de moda" ^{[ 8 ]} longitud de onda de microondas de 10 centímetros (3,0 GHz) proporcionada por el magnetrón de cavidad . Esta última no solo proporcionaría mayor precisión, sino que también sería prácticamente inmune a las interferencias, a menos que los alemanes desarrollaran sus propios dispositivos de microondas de alta potencia. Esto solo ocurrió en los últimos días de la guerra. ^{[ 8 ]}  

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 en septiembre de 1941, un avión que volaba a lo largo del arco de 130 kilómetros (81 mi; 70 nmi) desde Dover demostró una precisión de 50 metros (160 ft) , mejor que cualquier método de bombardeo en uso entonces. La precisión con bombas no era tan buena, ya que las bombas en sí no eran idénticas y tenían trayectorias ligeramente diferentes. En una demostración para altos funcionarios el 2 de julio de 1942, el sistema demostró una precisión real de 65 metros (210 ft) . ^{[ 5 ]} En contraste, incluso usando miras de bombardeo visuales avanzadas como la Norden , las precisiones promedio en 1942 eran del orden de 1500 yardas (1400 m) .     

El Oboe fue utilizado por primera vez en operaciones experimentales por los bombarderos pesados ​​Short Stirling en diciembre de 1941, atacando Brest . ^{[ 9 ]} Estos aviones tenían un techo de servicio relativamente limitado y se limitaban a ataques de corto alcance donde mantenían línea de visión con el Reino Unido. ^{[ 10 ]}

En aquel entonces, se estaba debatiendo intensamente en el Mando de Bombarderos sobre el uso de "aviones guía", aeronaves y tripulaciones especializadas que localizarían los objetivos y los marcarían con bengalas para el ataque. Esta misma técnica ya había sido empleada durante el Blitz por los alemanes, en particular por el Kampfgruppe 100 , pero su eficacia se había visto seriamente mermada por las interferencias británicas . No obstante, el concepto contaba con suficiente respaldo como para que se organizara una pequeña fuerza de Mosquitos para operar como avión guía, utilizando puntería óptica convencional. En la práctica, esto resultó decepcionante, ofreciendo solo una ligera mejora en la precisión.

Pero los Mosquitos también eran los únicos aviones con la capacidad de volar a altitudes que permitían recibir las señales del Oboe sobre Alemania. En una reunión celebrada en el verano de 1942, se acordó que los Mosquitos exploradores estarían equipados con el Oboe. Tras haber enfrentado oposición anteriormente, la incorporación del Oboe desbarató los argumentos en contra de su función especializada, y lo que se convertiría en la Fuerza de Exploradores comenzó a formarse a pesar de las continuas objeciones. ^{[ 11 ]}

Los primeros experimentos con el sistema Oboe en combate sobre Alemania comenzaron la noche del 20 al 21 de diciembre de 1942, cuando una pequeña formación de seis Mosquito equipados con Oboe fue enviada a bombardear una central eléctrica en Lutterade , Países Bajos, en la frontera con Alemania. Tres de los sistemas fallaron, pero los tres aviones restantes, liderados por el comandante de escuadrón L. E. Bufton, lograron lanzar las bombas correctamente. Una misión de reconocimiento posterior, al día siguiente, mostró que se podían identificar nueve cráteres de bombas, todos agrupados muy cerca unos de otros, pero a unos 2 kilómetros (1,2 millas) del objetivo. Pruebas similares con un número reducido de aviones equipados con Oboe, que a veces lanzaban bengalas para pequeños grupos de Avro Lancaster que los seguían, se realizaron durante diciembre y enero. ^{[ 12 ]} 

Al principio, los alemanes consideraron estos pequeños ataques como incursiones molestas, destinadas a interrumpir la producción obligando a los trabajadores a refugiarse en los búnkeres antiaéreos. Sin embargo, pronto se dieron cuenta de que algo muy extraño estaba ocurriendo: los aviones lanzaban solo de 6 a 10 bombas, a menudo a través de una densa capa de nubes, y entre el 80 y el 90 % de ellas alcanzaban sus objetivos, normalmente altos hornos o centrales eléctricas. ^{[ 13 ]} Como parte de este proceso, los bombarderos lanzaban bengalas fotográficas , que iluminaban el suelo bajo los aviones lo suficiente como para tomar fotografías. El 7 de enero de 1943, el capitán Alexander Dahl observó esto y sugirió que estaban utilizando las fotografías para corregir errores de medición de un nuevo sistema de bombardeo. ^{[ 14 ]}

Esto era precisamente lo que había estado ocurriendo. En el Reino Unido, el sistema Oboe demostró una precisión del orden de decenas de metros, pero en el continente, las primeras pruebas siempre arrojaron peores resultados. Pronto quedó claro que existía un patrón en los errores, que se atribuyó a las diferencias en las cuadrículas de medición utilizadas en el continente. La solución a este problema la proporcionaron los propios alemanes; antes de la guerra, se habían esforzado por calibrar los dos sistemas mediante una serie de mediciones a través del Canal de la Mancha que también recibió el Servicio Cartográfico Británico . Utilizando estas correcciones, pudieron subsanar las imprecisiones casi de inmediato. ^{[ 15 ]}

A finales de la primavera, las tripulaciones del Mando de Bombarderos habían practicado lo suficiente la técnica de bombardear objetivos como para comenzar operaciones importantes. Harris inició entonces una serie de incursiones conocidas como la Batalla del Ruhr , comenzando con un ataque a Essen el 5 de marzo que produjo resultados bastante pobres a pesar del marcado adecuado. El siguiente ataque importante contra la fábrica Krupp en Essen, el 12/13 de marzo, fue algo más exitoso, seguido de una mezcla de ataques con resultados muy diferentes. Sin embargo, en mayo, la técnica se perfeccionó y una serie de ataques muy grandes, generalmente con 500 a 800 bombarderos, demostraron resultados cada vez más exitosos. Entre estos se encontraba un ataque a finales de mayo sobre Dortmund que provocó el cese de la producción en la acería de Hoesch, y un ataque a finales de julio sobre Krupps que, según Goebbels, había causado la "parada total de la producción en las fábricas de Krupps". ^{[ 16 ]} El análisis de los resultados demostró que el número de bombas que cayeron sobre sus objetivos se duplicó con respecto a la era anterior al Oboe. ^{[ 17 ]}

Las misiones Oboe eran fácilmente identificables para los operadores de radar alemanes; los aviones despegaban a cierta distancia al norte o al sur del objetivo y luego se aproximaban a él describiendo una trayectoria curva a la que llamaban " Boomerang ". Si bien los operadores se acostumbraron rápidamente a estos aviones, interceptarlos, dada su gran altitud y velocidad, resultó extremadamente difícil.

Los alemanes tardaron más de un año en descifrar el funcionamiento del sistema, liderados por el ingeniero H. Widdra, quien había detectado el sistema británico de identificación amigo-enemigo (IFF) " Pip-squeak " en 1940. El primer intento de interferir el sistema Oboe tuvo lugar a finales de agosto de 1943 durante un ataque a la acería Bochumer Verein en Essen. Un sistema instalado en la estación de seguimiento de Maibaum en Kettwig emitía señales falsas de puntos y rayas en la banda de 1,5 m, con la esperanza de impedir que el piloto determinara si se encontraba en la posición correcta. Esta era la misma técnica que los británicos habían utilizado contra los sistemas alemanes durante el Blitz. 

Sin que los alemanes lo supieran, el sistema Oboe ya había migrado a la frecuencia de microondas de 10  cm (3  GHz) Oboe Mark II, pero los británicos continuaron transmitiendo las señales antiguas como estratagema. El fracaso en la interferencia de Oboe siguió siendo un misterio hasta julio de 1944, cuando la señal antigua se configuró incorrectamente para marcar un objetivo mientras que un avión guía marcaba perfectamente otro. Los alemanes rápidamente dedujeron que había otra señal o sistema en uso. Los alemanes conocían bien los sistemas de microondas británicos en la  banda de 10 cm, pero en abril de 1944 la RAF ya había introducido Oboe Mark III, que resistía los intentos de interferencia alemanes. Mark III también permitía que hasta cuatro aeronaves usaran un conjunto de frecuencias (estaciones) y permitía diferentes estilos de aproximación, no solo el arco. ^{[ 18 ]}

Para entonces, la Batalla del Ruhr había terminado hacía tiempo y la mayor parte de los bombardeos de la RAF se concentraban en objetivos demasiado alejados de Alemania para ser visibles desde el satélite Oboe. El H2S asumió el papel principal en esta época. El desembarco de Normandía y el posterior avance del enemigo permitieron solucionar este problema mediante el establecimiento de nuevas estaciones Oboe en el continente.

Hacia el final de la guerra, el sistema Oboe se utilizó para ayudar en el lanzamiento de alimentos a los holandeses que aún se encontraban bajo la ocupación alemana, como parte de la Operación Maná . Se acordaron puntos de lanzamiento con la Resistencia holandesa y los contenedores de alimentos se lanzaban a unos 30 metros (98 pies) del punto de mira utilizando el sistema Oboe.