対空レーダー No.3 Mk.7

AA No.3 Mk.7

フィンランドの AA No. 3 Mk. 7 レーダーは、「Yrjö」という名前で対砲兵レーダーとして使用されました。
原産国	英国
紹介された	1952 （1952年）
建造数	約365
タイプ	砲台設置
頻度	3～3.12GHz（Sバンド）
広報	1500pps
パルス幅	0.5μs
回転数	スキャン中は20rpm
範囲	950～36,000ヤード（870～32,920メートル）
直径	5フィート（1.5メートル）
力	200kW
その他の名前	ブルーシダー

レーダー、対空ナンバー3マーク7は、開発時のレインボーコードである ブルーシーダーとも呼ばれ、 1940年代半ばにイギリスのトムソン・ヒューストン（BTH）によって設計された移動式対空砲照準レーダーでした。イギリス軍で広く使用され、オランダ、スイス、スウェーデン^[1]フィンランド^[2] 、南アフリカなどの国々に輸出されました。イギリス軍では、5.25インチおよびQF3.7インチ対空砲、およびブレーキマインミサイルと共に使用されました。

Mk. 7 は、第二次世界大戦中期のGL Mk. III レーダーおよびサーチライト コントロール レーダーシステムの自動追跡レーダー システムの実験から開発されました。当時はSCR-584の登場が迫っていたため、生産は開始されませんでした。このコンセプトは戦後間もなく再検討され、さらに改良が加えられ、1952 年から生産が開始されました。3 回にわたる大規模な生産で約 365 台が製造され、最後の注文は 1954 年に行われました。

このユニットは、交換した第二次世界大戦時代の SCR-584 および GL Mk. III レーダーよりも大幅に小型で持ち運びやすいエアコン付きトレーラーに収容されていました。ブルー シーダーの重量は約 5米トンで、SCR-584 の約 2 倍でした。通常はセミトレーラーを必要とせず、AEC マタドール砲兵牽引ユニットによって牽引されました。1 時間未満で設置して運用でき、データは自動的にシンクロを介して砲術コンピューターに送信され、その後直接砲に送信されます。

ブルーシーダーは1950年代を通じて陸軍の主要な砲台システムでした。1953年以降、防空任務は陸軍からイギリス空軍へ、対空砲から独自のレ​​ーダーを備えた地対空ミサイルへと移行し始めました。1957年に大型対空砲がサンダーバードミサイルに置き換えられるまで、ブルーシーダーは野戦部隊、特にイギリスライン軍で使用され続けました。一部はMk. 7(F)として知られる対砲兵レーダーに改造されました。これらや気象観測気球追跡などの用途への改造により、ブルーシーダーは1970年代まで多数が使用され続けました。

イギリス陸軍の最初のレーダーは、対空砲の照準補助として航空機までの距離を測定することを目的としていました。1930年代には、目標までの角度の測定は光学機器で簡単に行えましたが、距離測定は時間がかかり、不正確なプロセスでした。これが、1939年に導入されたGL Mk. Iレーダーの開発につながりました^。[3]

距離測定のみのシステムでは、設計本来の有用性がかなり無駄になっていることがすぐに明らかになった。レーダーの信号は約20度に広がるため、広い範囲の空を観測し、光学機器の乗組員よりも先に目標を検知することができた。さらに、夜間や悪天候でも機能した。これがGL Mk. IIの設計につながり、砲を直接照準できるほどの精度で角度も測定できるため、光学機器はまったく不要になった。しかし、これはすぐには入手できなかったため、既存のMk. Iの改良型であるMk. I/EFが、1941年にMk. IIがより広く入手できるまで使用された。^[4]

これらのシステムは機能していたものの、扱いにくいものでした。信号を効率的に送信および受信するために必要なアンテナのサイズは波長の関数であるため、GL の波長が約 4 m の場合、数メートル幅のアンテナ要素が必要でした。このような信号を集中させるには、複数のアンテナ、または 1 つのアンテナと適切な反射鏡が必要であり、アンテナ システム全体がはるかに大きくなります。GL レーダーの場合、アンテナは直径約 10 m の大きな鉄骨フレームで支えられており、携帯性は望んでいたほどではありませんでした。^[4]

1940 年に空洞マグネトロンが導入されたことで、レーダーの設計に革命が起こりました。拳ほどの大きさのシンプルな装置が数十キロワットの電波エネルギーを生成し、部屋いっぱいに広がる最も強力な放送局に匹敵しました。さらに重要なのは、既存のシステムよりもはるかに短い波長で動作したことです。約 10 cm のアンテナはわずか数センチの長さで、航空機や小型車両に簡単に取り付けることができました。非常に小型だったため、パラボラ反射鏡を使用して焦点を合わせることが実用的になり、直径 1 メートルかそれ以下のアセンブリからわずか数度の幅のビームを生成することができました。

当初、マグネトロンを使った作業のほとんどは、小型であることが大きな利点となる空中任務に集中していました。しかし、戦況が変化するにつれ、既存の GL をはるかに実用的で、特に機動性に優れたものに置き換えることができる新しい対空レーダーの需要が高まりました。1940 年 11 月、マグネトロンはカナダと米国の研究者に公開され、両国ともマグネトロンをベースにした独自の GL の開発を開始していました。初期作業の後、3 か国は、カナダと英国ができるだけ迅速に配備できるシンプルなシステムに取り組む一方で、米国ははるかに高度なシステムに取り組むことで合意しました。

この作業の結果、GL Mk. IIIレーダーが誕生しました。このレーダーはカナダとイギリスの両社で製造されました。カナダ版が最初に実戦投入され、初期生産モデルは1942年11月にイギリスに出荷されました。このレーダーは現場での信頼性が極めて低く、ブラウン管(CRT)システムの代わりに機械式表示システムを使用していたため、乗員は再訓練を受ける必要がありました。CRTを使用したイギリス版の生産量は、1943年半ばまで届きませんでした。

Mk. III の設計中に、レーダーの設計を大幅に改善する 2 つの新しいコンセプトが開発されました。

最初の進歩は、航空機搭載用マイクロ波レーダーの開発の一環としてもたらされました。Mk. 3 では、送信アンテナと受信アンテナが別々に使用されていました。これは、アンテナ フィードを送信機から受信機に素早く切り替える適切な方法がなかったためです。2 つの反射器を使用することは航空機では機能せず、航空省のチーム (現在は電気通信研究機関(TRE) として知られています) は解決策を探し続けました。1941 年 3 月、これはソフト サットン チューブの形で実現しました。これは、入力から出力への切り替えが非常に高速で、事実上瞬時に行われるシンプルな真空管デバイスです。

2 つ目は、ロックフォローシステムの開発の一環でした。1940 年末、陸軍は最新のレーダーであるサーチライト コントロール レーダー(SLC) の導入を開始しました。これは、サーチライトに直接取り付けられ、夜間でもターゲットを簡単に見つけられるシンプルなシステムでした。このシステムでは、上下と左右に 4 つのアンテナをペアで接続する独自の配置が採用されていました。3 人のオペレーターが必要で、それぞれに CRT ディスプレイがありました。1 つのディスプレイは 4 つのアンテナすべてから信号を受信し、そのエリア内のすべてのターゲットを表示し、オペレーターは追跡するターゲットを 1 つ選択しました。他の 2 つの CRT は、上下と左右のペアから信号を受信しました。オペレーターは点滅する光の高さを比較することで、どのアンテナがターゲットに近いかを確認し、その方向にライトを向けて追跡することができました。

1941 年、BTH のエンジニアである LC ラドブルックは、SLC 用のロックフォロー システムの開発を開始しました。これは、ペアの信号が供給される単純な電子機器を使用して、2 つの信号の差の大きさに応じて大きさが決まる電流を出力します。この信号は、信号を増幅してライトを点灯するモーターを駆動するアンプリダインに送られます。必要なのは 1 人のオペレーターだけで、CRT でターゲットを選択すると、残りの操作は完全に自動化されます。これにより精度が向上しただけでなく、不足していた 2 人の乗組員と CRT も不要になりました。

ラドブルックのシステムは SLC システムでは生産されなかったが、そのアイデアはすぐにレーダー業界全体の関心を集めた。基礎となる電子機器やドライバーが異なるいくつかの異なる設計が同時期に導入された。カナダの Mk. III を自動追尾に適応させる試みが短期間行われたが、このシステムはキャビン全体を旋回させて追跡するため、指向モーターを駆動するのに必要な電力は膨大だった。ロック フォローはイギリスの Mk. III で実験され、アンテナのみを回転させ、3/1 および 3/3 モデルが作られた。どちらの試みも最終的には中止された。

代わりに、ロックフォローとサットンスイッチを新しいセットに統合することが決定され、1942年に開発が開始されました。^[5]陸軍はレーダー活動の全体的な再編成の一環として、既存のMk. IIIセットをカナダのセットではAA No. 3 Mk. 1、英国版ではMk. 2に改名しました。新しい設計にはAA No. 3 Mk. 4という名前が付けられました。^[a]

1943年までに、米国のプロジェクトではSCR-584が完成しました。Mk. 4と同様に、サットン管とロックフォローシステムの両方が組み込まれていました。ただし、アンテナを回転させて計画位置インジケーターを表示する検索機能も含まれており、選択したターゲットを追跡オペレーターに引き渡す前に、2人目のオペレーターが約30マイル（48 km）以内の任意の場所で新しいターゲットを探すことができました。

SCR-584 は当初、Mk. 4 よりも先に 1943 年後半にリリースされる予定でしたが、その後 Mk. 4 は優先度の低い開発段階に置かれました。しかし、大量のセットが到着し始めたのは 1944 年半ばになってからでした。遅延が拡大するにつれ、Mk. 4 は再び全面的な開発段階に戻り、最初のプロトタイプが到着し始めたのは 1944 年で、ちょうど SCR-584 の供給が改善された頃でした。開発は再び縮小されました。

これはすべて幸運なタイミングでした。量産型 SCR-584 の到着は、その年の夏にV-1 飛行爆弾作戦が開始された時期と一致したからです。SCR-584、近接信管、および M-9 のような新しい電気機械式予測装置の組み合わせにより、対空砲の有効性が劇的に向上し、高速の V-1 に対して非常に効果的な武器であることが判明しました。

SCR-584は以前のシステムに比べて大きな進歩でしたが、大きくて扱いにくいものでした。戦後間もなく、マグネトロンは急速に発展し、改良され、複数の真空管を1つにまとめた新しい真空管が広く普及しました。これらの新しい技術を使用してMk. 4のコンセプトを再設計することが決定され、1960年に開始されたMk. 7の開発が始まりました。

Mk. 7 は概念的には SCR-584 と非常に類似していましたが、実用的な改良がいくつか施されていました。その 1 つは、金属ではなくグラスファイバー製のパラボラ反射鏡を使用し、外側の縁に隆起部を設けて剛性を高めたことです。これによりアンテナ全体が軽量化され、支持要素の重量も軽減されました。これらの変更の結果、Mk. 7 は SCR-584 の約半分のサイズと重量で小型トレーラーに収納できるようになりました。

戦後の陸軍のプロジェクトのほとんどと同様に、Mk. 7 の開発は遅々として進みませんでした。次の戦争は少なくとも 10 年先という見積もりから、その間に開発が進むと、その時期に製造されたレーダーは時代遅れになるため、大規模な生産は行われないはずでした。しかし、1949 年のさまざまな出来事、特にソ連による最初の核実験により、Mk. 7 の最初の量産契約を含む、大幅なアップグレードが行われました。これらは 1952 年に届き始めました。

スイス空軍は1958年に12台のMk. 7を受領し、これをFeuerleitradar（「射撃管制レーダー」）Mark VIIと呼んだ。彼らはこれを、ハスラー社製のKommandogerät（「指揮装置」）43/50Rという独自の予測装置と組み合わせた。^[b]イギリスの同等品と同様に、43/50RはMk. 7から直接情報を受け取り、それを銃に送ることができた。彼らはまた、初期の指示のために、Mk. 7を米国製のAN/TPS-1戦術管制レーダーと組み合わせることもあった。Mk. 7は、1965年にエリコン・コントラーベの Super Fledermausに置き換えられ始めた。

• 直径 5 フィート (1.5 メートル) のパラボラ アンテナが毎分 20 回転します。
• 標高スキャンは4秒ごとに完了します
• 探知範囲 950～36,000ヤード（0.9～32.9 km）
• Sバンド3.0～3.1GHzで動作
• ピーク出力200kW。
• 別のトレーラーに収容されたLister / Tilling-Stevens 17kVA ディーゼル発電機セットによって駆動されます。
• 重量は約5.125米トン（4.576英トン、4.649t）でした。
• 高さ: 3.43 m
• 長さ: 5.75 m
• 幅: 2.3m

• 沿岸レーダーサービス(PDF)。航空省。1944 年 10 月。
• ベネット、スチュアート (1993)。制御工学の歴史1930-1955。IET。ISBN 9780863412998。

• ベッドフォード、レスリー (1946年7 月)。「砲撃レーダー受信機タイプ GL Mk.I、GL Mk.I*、GL/EF の開発」電気技術者協会誌。93 (6): 1115–1122。doi :10.1049/ji-3a-1.1946.0199。
• アルバー・ヴュスト: Die Schweizerische Fliegerabwehr。 2011 年、ISBN 978-3-905616-20-0 
• 「科学機器メーカーがレーダーのパイオニアを称える」。ラジオ・エレクトロニック・エンジニア。51 (1): 10–11。1981年1月。doi :10.1049/ree.1981.0002。^{[リンク切れ]}

• Mk. 7 トレーニング、Mk.7 トレーニング フィルムの IWM プレースホルダー