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 ウェリントンXII MP512はASV Mk. IIIを搭載した最初の航空機の1つでした。 | |
| 原産国 | 英国 |
|---|---|
| 紹介された | 1943 |
| タイプ | 海面捜索 |
| 頻度 | 3300 ±50 MHz ( Sバンド) |
| 広報 | 660ページ |
| ビーム幅 | 水平約10度、 垂直約15度 |
| パルス幅 | 1μs |
| 回転数 | 60回転 |
| 範囲 | 1～100マイル（1.6～160.9 km） |
| 直径 | 28インチ（0.71メートル） |
| 方位角 | 320度 |
| 精度 | 約5度 |
| 力 | 40kW |
| その他の名前 | ARI.5119、ARI.5153 |
| 関連している | ASV マーク VI |
レーダー、空対地艦艇、マーク III、または略してASV Mk. III は、第二次世界大戦中にイギリス空軍沿岸司令部が使用した水上捜索レーダーシステムです。これはイギリス空軍爆撃司令部が使用したH2S レーダーの若干の改良版であり、対潜水艦任務により適したものとなるようアンテナに若干の変更が加えられました。1943 年春から戦争の終わりまで沿岸司令部の主力レーダーでした。いくつかの改良版が導入されましたが、特に1944 年からほとんどの Mk. III に取って代わったASV Mark VIや、戦後まで限定的にしか使用されなかった ASV Mark VII レーダーが有名です。
沿岸司令部の最初のレーダーはASV Mark Iであり、1939 年に試験的に使用が開始されました。1940 年には Mark II に若干の改良が加えられましたが、広く普及したのは 1941 年後半でした。イギリス空軍がU ボートを探知するためにレーダーを使用していることに気づいたドイツ軍は、1942 年夏にその信号を傍受するためにMetox レーダー探知機を導入しました。これにより、航空機のレーダー画面に潜水艦が映るよりずっと前に、潜水艦は航空機の接近を警告されました。イギリス空軍は秋の初めに、接近すると姿を消す潜水艦を発見するという報告が増えてきたことから、これに気付きました。
新型空洞マグネトロンを使用してマイクロ波周波数で動作するASVは、この時点ではASVSとして知られ、しばらく開発中であったが、さまざまな理由で完成していなかった。ロバート・ハンバリー・ブラウンはASVにH2Sを使用することを提案したが、これはすべてのセットを独占したい爆撃司令部によって拒否された。ブラウンはEMIと開発を続け、メトックスがASVの以前のマークを否定した1942年後半に再び提案した。爆撃司令部の妨害によりさらに遅れが生じ、最初の12機が運用可能になったのは1943年3月になってからだった。この時点以降は納品が急速に進み、Mk. IIは夏の終わりまでに大部分が交換された。
ドイツ軍は、波長1.5mのMk. IIと比べて10cmの帯域で動作するMark IIIからの信号を検出する方法がなかった。捕虜となったイギリス空軍士官が、メトックスレーダー探知機を検出できる装置を所持していると述べたことで、さらなる混乱が生じた。同時期に導入された他の対潜水艦技術と相まって、1943年晩春には潜水艦の損失が急増した。ドイツ軍がイギリス軍の行動に気付いた頃には、ドイツのUボート部隊はほぼ壊滅しており、大西洋の戦いは最終段階に入っていた。マイクロ波探知機のナクソスは1943年10月に導入されたが、感度はメトックスには遠く及ばず、事態にほとんど影響を及ぼさなかった。Mark IIIは、戦争の終わりまで沿岸司令部の艦隊の大半を誘導し続けた。
発達
マークII
オリジナルのASVシステムの開発は1937年に始まった。実験的な空対空レーダーをテストしていたチームがイギリス海峡の岸近くを飛行中に奇妙な反射に気づいたのがきっかけだった。彼らは最終的に、それが数マイル南にあるハリッジ港の埠頭とクレーンだと気づいた。船舶も現れたが、ハンドレページ・ヘイフォードは水上飛行を禁じられていたため、チームはこれを十分にテストすることができなかった。 [1]この問題に対処するため、2機のアブロ・アンソン哨戒機でさらにテストが行われた。このシステムは粗雑で、単純なダイポールアンテナを窓の外に掲げて手で振り、反射を探すものだった。[2]
いくつかの理由から、1.5mの波長のレーダーシステムは陸上よりも水上でより効果的に機能した。特に、船の広い面積と平らな垂直の側面は優れたレーダーターゲットとなった。適切なアンテナをさらに開発した後、システムは1939年初頭までにほぼ生産準備が整った。量産品質のセットは1939年後半に利用可能になり、1940年1月に運用が開始され、戦闘で使用された最初の航空機レーダーシステムとなった。1941年には、若干改良されたバージョンのマークIIが続いた。[3]
ASVの設計では、最小航続距離が比較的長く、航空機が攻撃のために接近すると同時に潜水艦の標的が画面から消えてしまうことを意味していた。夜間、これにより潜水艦は逃げることができた。この問題は、接近の最後の数秒間に潜水艦を照らすサーチライト、リー・ライトによって解決された。1942年初頭までに、ASV Mark IIとリー・ライトは、冬季休業の終了に間に合うように、多数の航空機に搭載された。ドイツの潜水艦は、以前は夜間は安全であり、イギリスの海岸に近いにもかかわらず、ビスケー湾から活動することができた。1942年の春までに、ビスケーは死の罠となった。真夜中に航空機がどこからともなく現れ、爆弾と爆雷を投下し、すぐに再び姿を消すのであった。[4]
ドイツ軍は1942年末までにメトックスレーダー探知機を導入し、ASV Mark IIを撃破した。これはレーダーのパルスを増幅し、それを無線オペレーターのヘッドフォンに流すものだった。経験を積んだオペレーターは、航空機が接近しているのか、それとも単に通過しているのかを見分けることができた。この警告は潜水艦の反射が航空機のディスプレイに表示されるずっと前に発せられ、Uボートは潜水して探知を逃れることができた。[4]
ASVS、オリジナルマークIII
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1940年初頭に約10cmのマイクロ波を生成する空洞マグネトロンが発明された後、イギリス軍はすべてこの装置を使用したレーダーの開発を開始した。その中にはAIとASVを開発した航空省のチームも含まれており、Sは「senitmetric」の略で、AISに注目した。[5] 1941年4月にHMS Sealionに対して初期のラッシュアップ装置を使用したテストでは、数マイルの距離にある半潜水艦を検出できることが示された。[6]
1941年6月、ロバート・ワトソン・ワットにASVSを開発する別のグループを結成する正式な申請が提出された。これは当初、マグネトロンを送信機として使用するために必要な最小限の改造を加えたマークIIのバージョンであった。これはマークIIと同様に動作し、2つのアンテナからの反射の相対的な強度を使用して目標の大まかな方位を決定する。左側のアンテナからの反射がわずかに強ければ、目標は航空機の機首の左側のどこかにある。[7]
同じ時期に、TRE は爆撃司令部向けの新しいH2S レーダーも開発していました。H2S は、航空機の下の地面を 360 度の 2 次元地図のように表示するプラン位置指示器(PPI) を備えていました。PPI により、航空機の周囲を一目で確認できるため、関心領域を手動で前後にスキャンする必要がなく、他のほとんどのレーダー タスクでもオペレーターの作業負荷が大幅に軽減されました。ASVS もすぐに PPI を採用し、9 インチ (230 mm) のブラウン管(CRT) ディスプレイと、6 インチ (150 mm) の CRT に距離のみを表示する 2 番目のディスプレイを使用しました。[7]
H2Sは当時導入されていた新型の4発爆撃機用に開発されたもので、一方、爆撃司令部のウェリントンのような旧型は沿岸司令部へ引き渡されていた。ハンドレページ ハリファックスのような新型爆撃機は、砲塔を搭載するために機体腹部に大きなリングが切り抜かれており、H2Sアンテナはこのリングに収まるように製造された。ウェリントンの砲塔の切り抜きははるかに小さかったため、必要な主な改造はアンテナの幅を36インチ (910 mm) から28インチ (710 mm) に縮小することだった。その点を除けば、ユニットはH2SマークIに類似していた。[6]
フィリップ・ディーは、ウェリントンT2968の初飛行は1941年12月まで行われず、1942年1月13日になってようやく「ASVが[小型船]ティトラークを12マイルで発見した」と記した。[6]この成功により、フェランティ社と電子機器の生産契約、メトロポリタン・ヴィッカース社と走査アンテナシステムの契約が結ばれ、ASVマークIIIとして知られるようになった。[8]フェランティ社は1942年夏までに試作機を完成させたが、最初の納入は1943年春までには完了しないと予測していた。[8]
ASVS のテスト
T2968は2月24日までテストを続け、1942年3月7日に北アイルランドのバリケリー空軍基地に送られ、他のASV開発との競合テストを行った。[7]その1つがMark IIAで、放送出力を7kWから100kWに増加した新しい送信機を備えていた 。これにより、浮上中の潜水艦に対する探知距離が約14マイル（23km）と7マイル（11km）に増加したことが判明した。これは潜水艦が半水没していて司令塔だけが水面上にある場合でも同じである。これはオリジナルのMark IIの有効範囲の約2倍であった。しかし、これにより波からの反射も同様に拡大されたため、クラッターの量も大幅に増加した。[9] 2番目のユニットは、1.5mではなく50cmの波長で動作する同様の高出力送信機を使用したが、これは基本的なMark IIに比べて利点がないことがわかった。[9]
対照的に、ASVSセットは劇的な改善を示した。航空機がわずか500フィートで飛行しているとき、その高度ではレーダー地平線がわずか27海里（50 km; 31 mi）であるにもかかわらず、護送船団に対する性能は40マイル（64 km）であった。他の航空機は10マイル（16 km）、浮上した潜水艦は12マイル（19 km）で見えた。ASVSはすぐに新しい運用要件として選択され、50 cmセットもバックアップとして注文されました。マグネトロンが機能することが明らかになったため、50 cmシステムはキャンセルされました。[10]
H2S、新型マークIII
ロバート・ハンバリー・ブラウンは、イギリス空軍爆撃司令部向けに開発中のH2Sレーダーは、アンテナを20,000フィート（6,100メートル）ではなく2,000フィート（610メートル）を飛行する航空機に適したものに変更するだけで、対艦攻撃に応用できると確信していた。彼はH2Sの主要開発者であるEMIとともにこのプロジェクトに取り組み続けた。[11]
1942年後半にはメトックスが導入され、フェランティはマークIIIがしばらくは大量に入手できないだろうと報告した。ブラウンのH2Sベースの改造はほぼ完了しており、1942年末までに少数の手作りユニットを設置することが可能になるだろう。このシステムは10cmで動作し、メトックスには見えない。[12] ASVSを担当するTREチームはディーの管理下になかったため、ディーは喜んで彼らの設計上の問題を指摘した。1942年9月25日、DCDでの会議でディーは、AIチームとASVチームが別々のシステムを開発しており、信号の観点からはほぼ同じであると指摘した。唯一の大きな違いは、ASVの方がディスプレイが大きいことだった。彼はフェランティのシステムを放棄し、H2Sベースのシステムを使用することを提案した。[13]
この会議は、マグネトロンの使用をめぐる激しい議論の最中に行われた。H2Sを搭載した航空機が撃墜された場合、ドイツ軍の手に渡り、すぐにリバースエンジニアリングされるからである。フレデリック・リンデマンは、 H2Sでのマグネトロンの使用に特に声高に反対し、代わりにクライストロンの使用を要求した。クライストロンはすでにドイツ軍に知られており、非常に壊れやすいため、いかなる衝突でも生き残る可能性は低い。ASVでは、マグネトロンが撃墜された場合に水中に落下する同様の懸念はなかった。このため、利用可能な非常に少ないマグネトロンユニットの配備には、ASVの方がはるかに安全な選択となった。爆撃軍司令官アーサー・「ボンバー」・ハリスは、彼の爆撃機がフランスの陣地を爆撃した方が、沿岸軍司令部が海上でドイツUボート艦隊を追い詰めるよりもはるかに多くの損害を与えることができると主張して反対した。会議は、沿岸軍司令部がマグネトロンベースのユニットの優先権を得ることで終了した。 9月30日、フェランティは設計作業を中止し、H2Sベースのシステム（マークIIIとも呼ばれる）に移行するよう命じられた。[14]
爆撃司令部との論争は、沿岸司令部内の問題によってさらに悪化した。これは、当初のマーク III プロジェクトが航空省によって沿岸司令部に相談することなく中止されたことに対する動揺によるものだった。H2S ベースのシステムがすぐに利用可能になるという事実は、司令部の上層部を感心させなかったようだ。混乱に拍車をかけたのは、沿岸司令部の司令官フィリップ・ジュベール・デ・ラ・フェルテが TRE のレーダー開発チームを訪れ、ASV を信じていないと告げたことで、実際に動作するものを見せるよう要求された。[11] TRE チームが新型レーダーを 4 発エンジンの機体に取り付けることを提案したことで、さらに混乱が続いた。これなら、設置に十分なスペースがあり、北大西洋上を飛行できる範囲も広い。1942 年 12 月 8 日、この問題について会議が招集されたが、ジュベールは TRE を支持する仲裁を拒否し、2 発エンジンのウェリントンを継続するよう言われた。[11]
使用中
最初の飛行
ASV Mark III を搭載したウェリントンの使用は、リー・ライトが機体の翼から、以前の腹部銃塔リングを通って下方に伸びた格納式の「ゴミ箱」配置に移動された時期と一致していた。これは、H2S 機のようにレーダー スキャナーをその位置に配置できないことを意味していた。代わりにレドームは機首に移動された。これにより、機体の両側約 40 度の後方のスキャンがブロックされ、機首銃を外さなければならなかった。機首銃手は通常、U ボートの対空銃手を抑えるために発砲しており、この機能を失うことは不評だった。[11]
年末までに少数のユニットが利用可能になり、1942年12月に2台が第30整備部隊に送られ、ウェリントンVIIIに取り付けられ、1月に沿岸司令部開発部隊でテストが開始されました。[8] H2SとASVの違いは名前だけです。どちらも2つのCRTディスプレイを備えており、メインスキャナーディスプレイ用の6インチチューブとその下の小さな3インチの「高度スコープ」です。後者は高度を測定するために使用され、ユーレカ無線ビーコンと併用され、ASVではリーライトの照明のタイミングシステムとしても使用されました。[15]
沿岸司令部に与えられた優先権は長くは続かず、1943年1月8日に優先権は爆撃司令部に戻された。部隊を稼働させるのに十分な整備士がいないことが明らかになり、地元の新兵に加えて、カナダのオンタリオ州に最近設立されたイギリス空軍基地クリントンからのクラスがさらに110人の技術者を派遣した。技術者たちはまず米国に短期間滞在し、米国設計の同様のDMS-1000の訓練を受けた。[16]
2機のうち1機を使用した最初の実戦哨戒は、 1943年3月1日と2日の夜に実施された。この飛行機はビスカヤから潜水艦を発見することなく帰還した。哨戒中、この飛行機はドイツの夜間戦闘機に攻撃され、レーダー操作員はパイロットに回避指示を出すことができた。同様の哨戒も何も発見できずに帰還したが、3月17日の夜、H538は9マイル（14 km）の地点で潜水艦を発見したが、リーライトが機能せず、攻撃を続行できなかった。翌夜、同じ飛行機は7マイル（11 km）の地点で潜水艦を発見し、爆雷を投下した。[11]マグネトロンの供給は1943年3月初旬に改善し始め、3月12日に2つの司令部の間で均等に分配することが決定された。その後、スペアパーツの深刻な不足が問題となったが、損失率が高いため爆撃司令部にスペアパーツを多く送ることで最終的に解決した。[16]
就役
3月末までに十分な数のユニットが到着し、イギリス空軍チヴノー第172飛行隊はウェリントンXIIをマークIIIに改修した。飛行隊はすぐに毎週のように攻撃を仕掛けるようになり、4月には湾内での目撃数が急増した。計算によると、航空機は少なくとも当時就役していたすべての潜水艦を目撃していたことがわかった。[17]マークIIIの導入と同時期に、 1940年後半のティザード作戦中に導入されたマグネトロン技術を使用して構築された最初の同様の米国製レーダーユニットが到着した。これらのDMS-1000は、中部大西洋の隙間を飛行して哨戒できるほどの航続距離を持つ数少ない航空機の1つであるコンソリデーテッドB-24リベレーターに搭載され、ハリファックスから英国の港までずっと船団を護衛することができた。 DMS-1000を搭載したB-24は1942年1月に英国に送られ、イギリス空軍第224飛行隊で運用され、このシステムはASV Mark IVと呼ばれていました。[18]
理由は不明だが、米陸軍航空隊はDMS-1000の開発を中止し、ウェスタン・エレクトリックSCR-517を採用することにした。しかし、SCR-517は感度がはるかに劣ることが判明した。イギリス空軍は、アメリカ沿岸警備隊の 飛行船に搭載することを目的とした別のユニット、フィルコASGの存在を知り、それがオリジナルのDMS-1000に匹敵することが判明した。イギリス空軍は、ASGをリベレーターの注文に使用し、ASV Mark Vと呼ぶよう要請した。3月、DMS-1000、SCR-517、ASGを混載したリベレーターの出荷が到着し、6月に運用を開始した。これらの航空機にはリーライトがなく、通常は攻撃を強行できなかったが、Uボートの接近を妨害し、攻撃のために船舶を呼ぶのに非常に役立った。[18]
潮目が変わる
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5月までに、Uボートはビスケー湾に入った時から戻るまで攻撃にさらされた。大西洋に逃げたとしても、船団がウルフパックを組もうとしている間に、船団から数百マイル離れたところでボートが攻撃された。これにマイクロ波レーダーとハフダフ受信機を搭載した新しいフリゲート艦の到着が加わり、Uボートの作戦は更に妨げられ、船団を攻撃することはほとんど不可能になった。[19]
カール・デーニッツは、これが新しい探知システムによるものだと確信していたが、その本質については困惑していた。1943年5月中旬にヒトラーに宛てた報告書の中で、彼は次のように述べている。
現在、我々は潜水艦戦において最大の危機に直面している。敵が位置特定装置によって戦闘を不可能にし、多大な損失を与えているからである。[19]
ビスケー湾での継続的な攻撃に対処するため、デーニッツはUボートに対し、航空機の撃墜を試みることができ、昼間戦闘機による援護が受けられる昼間に港を出るよう命令した。沿岸司令部はこれに応えてブリストル ボーファイターのような高速航空機を使った「ストライク ウィングス」を編成し、小集団で移動してヒット アンド ラン攻撃を行い、Uボートの防御を圧倒したが、ドイツの戦闘機は一回逃げて高速で姿を消すため、攻撃が困難であることがわかった。Uボートは数機の航空機を撃墜することに成功したが、ボートの損失は増え続けた。[19]
6月には、Uボートが5隻以上の小艦隊で出港するのが確認され、接近するのが危険なほどに高密度の対空砲火を浴びせ、また1隻あたりの発見の可能性も低下した。[a]イギリス空軍はこれに対応して、航空機をUボートから離し、駆逐艦を要請した。駆逐艦はUボートを容易に沈めることができる。Uボートが急降下しようとすると、航空機が襲い掛かる。[19]湾内で攻撃を逃れたボートにとって、船団に対する作戦はほぼ不可能であることが判明した。船団を整列させようとするあらゆる試みは、時には数百マイルも離れた船団が接近するずっと前に妨害され、ハンターキラーグループが追跡した。Uボートによる船舶の損失は急減し、6月の船舶損失は1941年以来最も少なかった。月末までに、海上のUボート部隊の30パーセントが失われるという大惨事となった。デーニッツは艦隊を北大西洋から呼び戻さざるを得ず、何らかの解決策が開発されるまでの間、艦隊を二次戦域に送った。[19]
イギリスの嘘、ドイツの混乱
1943年2月下旬、ドイツの潜水艦U-333がMk. IIIを搭載したウェリントンの攻撃を受けた。砲手たちはすでに警戒態勢を敷いており、なんとか航空機を撃墜したが、航空機は落下時に船の周囲に爆雷を投下した。潜水艦は生き残り、メトックスは接近を警告せず、リーライトも使用されなかったと報告した。航空機は暗闇から現れ、一連の爆雷を投下しただけだった。[21] 3月7日、U-156も同様の攻撃を受け、新しいレーダーが使用されていると思われると無線で報告した。[22]
この新しいシステムの早期警告にもかかわらず、ドイツ軍の努力は、戦争中最も効果的だった誤報の1つによって妨げられた。墜落後に捕らえられた沿岸司令部の大尉は、どうやら完全に彼自身の創作と思われるもっともらしい話をし、ドイツ軍を何ヶ月も惑わせた。彼は、彼らはもはや最初の探知にMk. IIを使用しておらず、代わりにメトックスのチューナーで使用されている中間周波数のわずかな漏れを拾う新しい受信機を使用していると述べた。彼は、その受信機はメトックスを90マイル（140 km）もの距離から探知できると主張した。レーダーは、距離をチェックし、リーライト作戦を支援するために、接近の最後の数分間だけオンになった。[19]
当初、ドイツ人はこの主張に懐疑的だったが、研究室での一連の実験ですぐにこれが可能であることが実証された。その後、この装置は航空機に搭載され、高度6,000フィート（1,800メートル）を飛行しながら70マイル（110キロメートル）離れた場所からメトックスを検知できることが実証された。[23]当初主張されていた20マイル（32キロメートル）の余分な距離は、英国の電子機器の優位性によるものだった。[19]
その時点から、多くの反証があるにもかかわらず、この偽情報は「真実として扱われた」[19] 。これには、メトックスの電源を切った状態で攻撃を受けたボートからの報告や、メトックスの視覚表示の実験中に正常範囲をはるかに超えた信号を検出したU-382の進取の気性に富んだ無線通信士からの報告が含まれていた。 [24]これらの報告にもかかわらず、1943年8月15日、全艦隊にメトックスの電源を切るよう無線メッセージが送信された[25] 。
この混乱で最も驚くべき点は、ドイツ軍がマグネトロンの存在を知っており、それが新しい高周波レーダーに使用されていることだった。マグネトロンの無傷の1つは、1943年2月2日から3日の夜にロッテルダム上空でH2Sを搭載したショートスターリングが撃墜された際に、2度目の運用中にドイツ軍の手に渡った。 [26]理由は不明だが、このシステムが対潜水艦作戦に使用される可能性は海軍にまったく伝わらなかったか、海軍の技術者によって不可能と却下された。[19]
ドイツの対抗手段
問題はメトックスからの漏洩であると信じられ、港に戻る船にはワンゼレーダー探知機が装備された。これは元々120～150cmの範囲の信号を探知するように設計されたが、新しい設計により信号漏洩が少なくなり、感度と範囲も広がった。ワンゼにもかかわらずUボートの沈没は続き、1943年11月5日にはワンゼの使用も禁止された。これはワンゼも追跡される可能性があると考えられたためである。[27]新しいバージョンのワンゼG2は、信号漏洩をさらに減らしたが、範囲が短くなり、改善は見られなかった。[28] 1943年夏にはボルクムが導入された。ボルクムはワンゼよりも感度がはるかに低かったが、漏洩がさらに減少したため、司令部はどのような状況でも安全に使用できると感じた。75～300cmの範囲で感度を発揮するボルクムは、Mk. IIIを探知できる範囲外であった。沈没は衰えることなく続いた。[28]
ドイツ海軍が10cm信号の可能性を検討したのは1943年9月になってからだった。当時、ドイツ空軍は夜間戦闘機がH2Sレーダーを追跡できるようにナクソスレーダー探知機を導入していた。受信機は新しいアンテナに適合され、その月に導入された。ナクソスは8キロメートル（5マイル）程度の非常に短距離の探知しかできなかったため、[29] Mk. IIIを探知したとしても、安全な場所に急降下する時間はほとんどなかった。[28] さらに、ナクソスアンテナは壊れやすい装置であり、急降下するには取り外さなければならなかった。U -625の艦長はアンテナを取り外すのに苦労している間に溺死した。[30]
1944年、ナクソスにはいくつかの改良が加えられたが、特に注目すべきは、潜水時に取り外す必要のない新型フリーゲアンテナである。フリーゲは受信だけでなく適度な指向性も提供し、対空砲の初期照準に使用できた。さらに改良されたアンテナであるミュッケは、その周波数で動作するH2Sユニットがイギリス空軍の爆撃機から回収されたときに3cm信号を検出するアンテナを追加した。沿岸司令部がこの周波数に大規模に移行することはなかった。[28]イギリスのレーダーを理解するためのさらなる努力は、高度に装備された潜水艦U-406とU-473による任務につながったが、両艦とも沈没した。[31]ナクソスは、マークIII問題に対する納得のいく解決策には決してならなかった。[19]
改良版
IIIA
最初のIIIが到着して間もなく、小さな改良が加えられ、Mark IIIA、またはARI.5153が製造されました。機器にはいくつかの小さな違いがありましたが、主な違いはLuceroシステムが追加されたことです。[15] Luceroは、ナビゲーションとIFF Mark IIIに使用される1.5mバンドの無線ビーコンとトランスポンダーに調整されたトランシーバーでした。[32] Luceroの500W送信機は、176MHz付近で定期的に信号を送信していました が、173.5MHzのブラインドアプローチビーコンシステム（BABS）に切り替えることもできました 。これらの信号が地上のトランスポンダーで受信されると、トランスポンダーは通常、はるかに大きな電力で独自の短いパルスで応答します。このパルスはLucero受信機によって拾われ、増幅されてASVまたはH2S高度計に送信されました。[33] 2本のアンテナが使用され、電動スイッチが4～5信号ごとに受信機を切り替え、ローブ切り替えを実現した。スイッチは高度計の信号インバータもオンにし、左側のアンテナからの信号が通常の右側ではなく左側に偏向するようにした。その結果、高度計に2つの「ブリップ」が現れ、その振幅を比較することで、レーダーオペレーターは航空機の機首に対するビーコンの方向を判断できた。[33]
ルセロは、母国の飛行場への長距離航法を提供するために使用されました。任務から戻る途中、レーダーオペレーターはルセロユニットをオンにして、飛行場から30分も離れた場所から応答を拾うことができました。[33]ビーコンの数が増えるにつれて、スペクトルの混雑という重大な問題が浮上しました。これにより、レベッカ/ユーレカシステムは214〜234MHz帯に移行し、このシステムで使用できる新しいバージョンのルセロが生まれました。[32]
ⅢB
1943年末までに、H2Sには大幅な改良が加えられ、生産段階に入った。これには、より効率的なアンテナ設計、同軸ケーブルの代わりに信号強度を向上させる導波管の使用、機体の操縦中に画像を安定させるロール安定化、「北を上にした」表示、斜距離の代わりに地上距離を表示する高度補正表示などが含まれる。これらはすべてASVの役割にはほとんど関係がなく、特に地上距離の修正は必要なかった。これらの航空機は低高度を飛行していたため、斜距離は地上距離とそれほど変わらないからである。[34]
沿岸司令部はこれらの改良を必要としなかったため、最初のカスタムASVシステムであるマークIIIBの導入により、H2SとASVは2つの別々のラインになりました。このバージョンでは、新しいコントロールにより、航空機がターゲットに近づくとオペレーターは「ゼロリング」を拡大し、ターゲットブリップをディスプレイの中央に自然に近づくのではなく、ディスプレイの外側の端近くに維持できるようになりました。これにより、ディスプレイ上のブリップが大きく保たれ、アプローチの最後の1,000フィート（300メートル）以内の角度解像度が約6°から約1.7°に向上しました。[34]その他の変更は軽微でした。新しいH2Sで高度範囲調整が導入される前は、この調整は「高度ドラム」と呼ばれる単純な機械式計算機を使用して実行されていました。これはASVには必要なかったため、この計算に使用されていた距離線はドラムから削除され、1マイル（1.6 km）の範囲を示す固定ステップの線に置き換えられました。これにより、ドラムを見て飛行場までの距離を推定することなく、BABSで使用できるようになりました。高度計に表示されるレンジドラムシステムによって生成される小さな点である「ストロボ」は調整できなくなり、代わりに1マイルの距離に固定され、リーライトの使用時間を計るのに使用されました。[34]
ⅢC
1943年までに、ショート サンダーランド飛行艇は沿岸司令部艦隊の主要部分を占めていた。これらは ASV Mark II を使用しており、アンテナは翼の下または胴体の両側に取り付けられていた。Mark III では、必要な全周視界を提供する機首と腹部の位置が、航空機のボート船体のために使用できないという問題があった。これが Mark IIIC として知られる修正版につながった。[35] IIIC は、各翼の外側セクションの下に 1 つずつ、合計 2 つのスキャナーを使用していた。それらの回転は 1 つのドライブに同期され、無線信号は回転中にそれらの間で切り替えられた。重要な真正面領域をカバーするために、信号は真正面から 15° 過ぎて初めて左舷スキャナーに切り替わった。そのため、右舷 (右) スキャナーは 180° ではなく 195° をカバーした。信号はマグネトロンによって提供され、サンダーランドの巨大な翼の前縁を通る導波管を介してスキャナーに送られた。[35] 1944年4月に実施されたテストでは、IIICはウェリントンとハリファックスでMk. IIIに比べて2倍もの大幅な性能向上を示したが、その理由は完全には解明されなかった。[34]
海上帰還弁別器
大きな波は垂直な側面を持ち、レーダーを効率的に反射するため、ディスプレイに誤った反射が表示されます。波が高い場合、ディスプレイにノイズが溢れ、システムが役に立たなくなります。このため、これらのノイズを除去するために「海面反射弁別器」を使った実験が行われました。[36]この弁別器は、アンプから出力される信号の低周波成分をミュートする ハイパス フィルターです。これにより、約 40 kHz 未満の信号が -3 dB減少しました。1944 年 3 月の実験では、このシステムにより、中程度の波の状態では波の乱れが除去され、高波の状態では大幅に減少したと報告されています。ターゲットから返される信号も減少しましたが、熟練したオペレーターであれば、追跡に悪影響を与えないように装置を調整できます。[36]
交換
メトックスが初めて導入されたとき、TRE はそれを打ち負かすためにいくつかの構想で応戦した。その中には、オリジナルの Mk. II のより強力なバージョンである ASV Mark IIA があり、これには「Vixen」と呼ばれる減衰器も含まれていた。レーダー操作員は、潜水艦に近づくにつれて送信信号を徐々にミュートするために Vixen を使用し、航空機が単に少し離れたところを飛んでいるように見せかけた。2 番目のアイデアは、新しい周波数に移行することであり、これが Mk. III となった。1942 年 1 月のテストで、Mark III が優れていることが証明され、Mk. IIA は廃止された。[10]
マークIIIが発表されたとき、TREの開発者たちは、ドイツ軍が新しい信号を見るためにすぐにメトックスの周波数応答を拡張し、サイクルが繰り返されるだろうと感じた。ドイツ軍に先んじて、いくつかの開発会社は、このことが起きることが明らかになった時点ですぐにサービスに投入できる新しいモデルを導入し始めた。マークIIと同様に、彼らは2つの可能な解決策を検討した。減衰器を備えたより強力なマークIIIのバージョンと、新しい周波数への移行である。これらはマークVIとマークVIIとして登場した。[37]
1943年10月になってようやく、RAFの乗組員は「消える接触」問題が再発していることに気付き始めた。これはナクソスの導入によるものだった。マークIIIに対抗する上でのこの予想外の遅れを考えると、両モデルは十分に進歩していたが、マークVIがウェリントンに初めて搭載されたのは1944年2月になってからだった。その時でさえ、ナクソスはメトックスほど効果的ではなかった。ナクソスが支援したUボートの脱出の例がいくつかあったにもかかわらず、これらは例外であり、マークIIIは戦争の終わりまで最も広く使用されたシステムであり続けた。[38]
マークVI
マークVIの取り組みでは2種類の減衰器が導入されました。[37]タイプ53は2つのワイヤーリングで構成され、それぞれが1/4ループは、マグネトロンとアンテナの間の導波管の両側に 波長の長さで配置されています。リングが導波管と平行に回転すると、信号は受信されず、伝播に何の影響も与えません。導波管と垂直に回転すると、共振し始め、レンツの法則により元の信号に反対する信号を発して、信号をミュートします。これらのループは受信信号も減衰するため、元の 40 kW バージョンから 200 kW CV192 マグネトロンに移行した理由もこれです。[37]改良された減衰器であるタイプ 58 では、ループにサットン チューブが追加され、受信期間中にループを回路から完全に切り離すことができるため、信号全体が受信機に到達します。新しいマグネトロンの追加電力により、タイプ 58 を搭載したユニットは、元の Mk III よりも範囲が大幅に改善されました。[37]
さらなる改良として、ロックフォローシステムの追加があった。オペレーターがディスプレイ上の長い点滅を読み取って、それを正確な角度に変換して航空機を誘導するのは困難であることが判明した。マークVIAは、2つの近接したアンテナを備えたローブスイッチングシステムを追加し、2つの信号強度のわずかな差を測定し、それを使用してアンテナを回転させるモーターを直接誘導することができる。一度電源を入れると、システムは人間のオペレーターよりもはるかに高い精度でターゲットを自動的に追跡した。このシステムは厄介であることが判明し、Dデイ後にビスカヤのUボート基地が放棄されるまで使用できなかった。[38]
マーク VII
潜在的なマイクロ波レーダー探知機に対するもう一つの解決策は、新しい周波数に移行することだった。これは、3 cm X バンドで動作する最初のマグネトロンが利用可能になった 1943 年に可能になりつつあった。これらは、すでにX バンド H2Sでテストされていた。3 cm バンドへの移行には、別の大きな利点があった。レーダー システムの光学解像度は、アンテナの口径によって異なり、波長に反比例する。ASV の場合、28 インチ (710 mm) のアンテナは約 10° 幅のビームを生成したが、最も感度が高かったのは中心付近だった。潜水艦からの信号は、中心セクション内のどこにあっても、おそらく両側 5° 以内であれば返ってきた。結果として生じるブリップは、ディスプレイ上に明確な点ではなく、10° 幅以上の円弧だった。[39]オペレーターは、潜水艦が円弧の中心付近にいることはわかっていたが、同じ距離にある他の大きな物体も同様の円弧を生成し、それがターゲットの円弧と重なる可能性があることを知っていた。長距離では、これらは両側に数マイルあり、中程度から高い海面状態では、潜水艦近くの大きな波が潜水艦の反射を不明瞭にします。3cmに移動すると、ビーム幅が約3°に改善され、アークははるかに短くなりました。潜水艦を不明瞭にできるのははるかに近い波のみであり、レーダーが有効である海面レベルが大幅に増加しました。[40] Xバンドの利点は明らかでしたが、爆撃司令部は同じマグネトロンを使用する予定でした。沿岸司令部は、英国製ユニットの供給をめぐる議論で再び負ける可能性が高いように思われました。Mk. VIIは、米国からすぐに利用可能になる同様のXバンドユニットを優先して、生産を命じられませんでした。開発中に製造された少数のユニットは、代わりに空海救助機に使用され、解像度が高く、小型救命ボートを検出できました。[41]
説明
ASV マーク III 対 H2S マーク II
オリジナルのマークIIIは、アンテナシステムを除いてH2SマークIIと同一であった。H2Sは、爆撃機の前方だけでなく下方の領域を照らすために、信号を広い垂直角度で拡散するように設計された36インチ（910 mm）の反射鏡を使用していた。ASV用のシステムでは設計が変更され、幅が28インチに縮小されてウェリントンの機首の下に収まり、下方に送られるエネルギーが少なくなるように形状が変更された。航空機は低高度を飛行するため、爆撃機の下の領域は比較的小さく、カバーする必要がなかった。もう1つの変更点は、H2Sの同軸ケーブル電源フィードを、スキャナーユニットまで走るケーブルに置き換え、アンテナの導波管とフィードホーンに切り替えたことである。この変更は後にH2SマークIIAに適用された。[42]サンダーランドのIIIC設備には、タイプ12と53の別々の交換不可能なアンテナがあった。これはスイッチユニット205と組み合わされ、回転する2つのスキャナーに交互にマグネトロン出力を送りました。タイプ205は、ループが回転するにつれて1つの出力をミュートし、次にもう1つの出力をミュートする、ビクセンシステムに似たミューティングユニットで構成されていました。[18]
物理的なレイアウト
ASV/H2Sシステムは、11のパッケージのうち4つの主要コンポーネントで構成されていました。システムの中核をなすのは、波形発生器タイプ26で、一般的には変調器としても知られています。これはシステムのマスタークロックとして機能し、マグネトロンの出力をトリガーし、システムを送信から受信に切り替え、CRTディスプレイでトレースを開始するなどのタスクを実行します。変調器は、いくつかの主要コンポーネントに直接接続され、ジャンクションボックスを介して接続されることもありました。[43]レーダー信号は、バージョンに応じてTR.3159またはTR.3191の送信/受信ユニットの一部であるピーク出力40kWのCV64マグネトロンによって生成されました。これは、アンテナとCV67クライストロンに信号を供給しました。マグネトロンはパルスごとにわずかに異なる出力を生成するため、この変化する信号に一致できる受信機を構築するのは困難です。CV67は出力パルスの一部を拾い、その周波数で共振し始め、受信機に安定した基準信号を提供しました。[44]
送信機/受信機は、受信システムの最初の部分も担当していました。パルスが送信された後、CV43サットン管がアンテナを送信機側から受信機側に切り替えました。そこから、軍用グレードの固体電子機器の最も初期の例の1つであり、マイクロ波レーダーの主要要素であるCV101ダイオードによって変調されました。ダイオードの後、信号は周波数が約3,300MHzから13.5MHzの中間周波数に下げられ、その後、同軸ケーブルで航空機を介して受信機/増幅器にフィードバックされました。[44]受信機T.3515またはT.3516は、13.5MHzの中間周波数を受け取り、それを使用可能なレベルに増幅しました。出力は、2つのCRTを含む指示ユニットタイプ162に送信されました。装備されている場合、ルセロ受信機TR.3190は高度ディスプレイに接続され、受信機とディスプレイの間に（電気的に）配置されました。これらの回路のどれが使用されているかは、他の多くの制御とともにスイッチユニット上にありました。これには、スキャンシステムのタイミングと電源を制御する制御ユニット411の使用も必要でした。[44]
展示と解説
Mark III のメイン ディスプレイは 6 インチ (150 mm) の CRT でした。波形ジェネレーターが作動すると、タイム ベース ジェネレーターがトリガーされ、現在の距離設定でレーダーから返される最大時間と同じ時間で、ディスプレイの中心から外縁に向かって電子ビームが引き出されました。システムが通常の 30 マイル (48 km) の距離に設定されていた場合、レーダー信号は 30 マイルを移動するのに 30 マイル / 186,282 マイル/秒 = 0.00016 秒かかり、戻るのにも同じ時間がかかります。この設定では、タイム ベースはビームを 0.00032 秒、つまり 320 マイクロ秒で面全体に引き寄せました。システムは 10、30、または 50 マイルでスキャンするように設定でき、長距離 Lucero 用に 50 ～ 100 マイル (80 ～ 161 km) の距離で信号を表示する別のモードがありました。[44] 2つ目のシステムは、マグスリップを使用してスキャナーと同期してCRTの偏向ヨークを回転させます。これは、タイムベースによって描かれた線が画面の周りを回転することを意味します。ターゲットが信号を返すと、ビームが明るくなります。ディスプレイの明るさを調整することで、オペレーターはターゲットが明るいパッチとして表示され、残りの信号がミュートされて見えなくなるように設定できます。オペレーターは、ミュートしすぎて実際の戻りが見えなくなることがないように、システムを継続的に調整する必要がありました。[45]
アンテナのビーム幅は約 10° であったため、ターゲットはディスプレイ上に単一の点としてではなく、拡張された円弧として表示されました。これは、アンテナがターゲットのどちらかの側にあるときにリターンが見られる可能性があるため、理論上は 10° を超える幅でしたが、実際には、ビームの端の信号強度が低いため、円弧はおそらくその半分になる傾向がありました。U ボートが円弧の中央付近にあったため、最初のアプローチ中にシステムの精度に影響はありませんでした。ディスプレイの外側に近い場合は、1 インチの幅があり、オペレーターは簡単におおよその中心を特定できました。ただし、航空機がターゲットに近づくと、リターンはディスプレイの中心に向かって移動し、徐々に小さくなり、中心を推定することがますます困難になりました。近距離での平均方向精度はわずか 6° であると推定されました。後のバージョンでは、H2S 設定で本来は逆のことを行うように意図されていたコントロールを使用して、近くのリターンをディスプレイの端に押し出すようにユニットを調整することで、この問題に対処できました。[7]
ディスプレイには、スイッチ ボックスのコントロールがあり、一定の遅延で「ストロボ」を表示できます。これにより、トレースの開始後、一定の時間でスポットが表示され、ディスプレイが回転すると、ディスプレイ上に円が作成されます。オペレーターはこれを使用して、レンジ ドラムを回転させてスイッチ ボックスに表示される選択したターゲットまでの距離を正確に測定しました。H2S と同様に、ASV ディスプレイにも、航空機の飛行経路を表す中央から端まで伸びる実線を表示するオプションがありました。H2S の使用では、この機能が使用されました。2 番目のシステムがディスプレイ全体を回転させて、地図のように常に北が上になるようにするため、ディスプレイで飛行経路を確認する方法があると便利でした。沿岸司令部の航空機にはこのシステムがありませんでしたが、これはおそらく、この情報をディスプレイに提供する遠距離読み取りコンパスが不足していたためです。この方向指示線は、通常、ASV では使用されず、関連するコントロール ユニット タイプ 218 は搭載されていませんでした。[46]ハイトチューブと呼ばれる2.5インチ（64 mm）の二次CRTがありました。これにはアンテナでディスプレイを回転させるシステムがなく、常にディスプレイの垂直方向に線が描かれていました。[42]受信機の信号はビームを明るくするのではなく、右に偏向して点滅を引き起こしました。PPIにあるようなストロボをこのディスプレイに沿って動かすことができました。[46]
名前が示すように、高度チューブの主な目的は高度を測定することでした。H2Sオペレーターは、ストロボをディスプレイ上の最初の大きな点滅に移動させます。これは、信号が地面で反射してアンテナのサイドローブで拾われたことによって引き起こされます。これは、低高度飛行により高度を視覚的に測定することが容易なASVの役割ではあまり役に立ちませんでした。ASVでは、高度チューブは主にルセロでビーコン追跡に使用されました。[47]独立したスイッチユニットタイプ207には、距離とモード選択のコントロールのほとんどが含まれていました。また、シンプルな機械式計算機であるレンジドラムも含まれていました。これは、距離と高度のストロボの機械式ディスプレイの場所であり、距離はドラムを回転させることによって示され、高度はディスプレイの左側を上下に移動する矢印型のポインターとして示されました。レーダーは、ターゲットまでの斜距離を測定します高度ドラム上の一連の線のうちの1本が高度矢印の先端と交差する部分を読み取ることで、オペレーターは目標までの地上距離を読み取ることができました。[48]この機能は、低高度飛行では斜距離が地上距離とほぼ同じであるASVの役割ではほとんど役に立たなかったため、後に主にBABSシステムで使用されるように変更されました。[49]
ルセロ
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スイッチボックスがルセロを選択すると、高度表示は主信号から切り離され、ルセロのアンテナに接続された。受信アンテナは2つあり、機体の両側に1つずつあった。電動スイッチが2つのアンテナを素早く切り替えた。2つのうち1つは電気インバーターにも送られた。増幅されてディスプレイに送られると、垂直ベースラインの両側に1つずつ、2つのブリップが現れた。長いブリップは地上のトランスポンダーとより近い位置にあったので、長いブリップの方に向けることで、機体をそこへ誘導することができた。[33]
パフォーマンス
沿岸司令部の作戦のパフォーマンスは、戦争中ずっと重要な運用研究分野であり、マークIIIは、それ自体のパフォーマンスだけでなく、他のレーダーシステムとの相対的な測定の両方で繰り返しテストされました。[41]最初の注目すべきテストシリーズでは、プロトタイプのマークIIIが、高出力のマークIIAおよび50cmで動作する実験システムに対してテスト飛行されました。マークIIAは、完全に浮上した潜水艦を1500フィートで14マイル（23km）、1,000フィートで11マイル（18km）、500フィートで7マイル（11km）で確実に検出できることを実証しました。デッキが喫水線に近づくようにトリムダウンされた潜水艦に対しては、範囲は1,500フィートで7マイル、1,000フィートで6マイル、500フィートで4マイル（6.4km）でした。最小範囲は3マイルから1マイルでした。[9]
報告書では10 cm ASVと呼ばれているプロトタイプのマークIIIは、はるかに良い結果を示した。完全に浮上した潜水艦に対する信頼できる最大距離は、500フィートで12マイル、250フィートで10マイルであり、マークIIAよりも約50％優れていた。大規模な船団は、高度500フィートで飛行中に最大40マイル（64 km）の距離で検出できたが、これは船がレーダー地平線よりはるかに下にあり、航空機が船から見えなかったことを意味する。他の航空機は10マイル（16 km）の距離で確実に見え、オペレーターはそれらの移動方向についてある程度の推測を行うことができた。これらのテストにより、沿岸司令部はマークIIIを主要システムとして選択することを決定した。[10]
1944年11月、マークIIIとマークVIの間で同様の比較が行われ、その後、同年8月に行われたマークVIIの以前のテストと比較された。ウェールズ沖のグラスホルム島を標的として、マークIIIの平均探知距離は23.5マイル(37.8km)であったが、より強力な信号であるマークVIはこれを38.5マイル(62.0km)に大幅に改善し、より弱い25kWのマークVIIは最大約35マイル(56km)を示した。マークIIIは側面からUボートを22マイル(35km)で探知すると推定され、マークVIでは32マイル(51km)に改善され、マークVIIでは18マイル(29km)まで低下した。正面標的に対する距離はそれぞれ10.5マイル(16.9km)、20.5マイル(33.0km)、10マイル(16km)であった。[50]
注記
- ^ これが船団を使用する基本的な理由です。1つの大きなグループが、同じ数のボートが別々に航行するよりも検出される可能性がはるかに低いことは簡単に実証できます。これはレーダー検出には当てはまりません。1つの大きなターゲットは、個々の小さなターゲットよりも検出しやすいからです。多くのレーダーでは、船団は1つの大きなターゲットとして表示されます。船団が私のマークIIIの検出に役立ったか妨げたかは、資料には記載されていません。[20]
参考文献
引用
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