ダウディングシステム

第一次世界大戦中のロンドンへの空襲に対抗するため、エドワード・アシュモアはロンドン防空区域（LADA）と呼ばれるシステムを構築した。 ^{[ 5 ]}アシュモアは防御兵器を都市の周囲に3つの環状に配置し、外側の環状には探照灯と対空砲、中間の環状には戦闘機、そして最も内側の環状にはさらに多くの対空砲を配置した。^{[ 6 ]}アシュモアはロンドンのホース・ガーズに大きなプロットテーブルを設置した。観測員からの情報は中央の部屋に伝達され、そこで大きな地図上に木製のブロックが置かれ、航空機の位置やその他の情報が示された。地図の周囲の観測員はこの情報を25の地域管制室のいずれかに伝達することができ、管制室は関連する地図の部分を再現し、その情報を地域のさまざまな兵器に伝達した。^{[ 6 ]}

戦後、LADAは英国防空局（ADGB）として知られる陸軍省の部署によって運営された。ADGBは1920年代と30年代にイギリス諸島全体の防衛を担当した。LADAは首都圏となり、ADGBはアシュモアのシステムを拡張して、より長距離でより高速で移動する航空機に対応できるようにした。色付きのマーカーは、 5分間隔で区切られたセクター時計上の色付きの領域と一致した。プロットが呼び出されると、プロッターは時計が指す色のマーカーを使用し、テーブル上に多色のマーカーの軌跡を作成して、簡単に追跡できるトラックを作成した。最新のマーカーの色から情報の鮮度を判断することができた。同じシステムが後にミッドランズにも設置された。^{[ 7 ]}

このシステムには早期探知機能が欠けており、航空機の性能向上に伴い早期探知機能が不可欠とみなされていた。^{[ 8 ]}音響ミラーや同様の装置を用いた実験が行われたが、良好な条件下でも探知範囲が5マイル（8.0km ）程度と低い場合が多く、常に不十分であることが判明した。代替手段がなかったため、1934年12月、航空省（AM）はテムズ河口計画の一環としてロンドン周辺に音響探知装置を配備する計画を立てた。^{[ 8 ]} 

テムズ河口計画が承認されてから 1 か月後、航空防衛科学調査委員会(委員長のヘンリー・ティザードにちなんで「ティザード委員会」とも呼ばれる) ^{[ b ]}が結成され、飛行機のエンジンを停止させ、長距離でパイロットを殺害することさえできる電子「光線」に関する新聞記事やその他の主張を長年にわたって検討した。^{[ 10 ]}委員会は、これらの報告について判断を下すために、著名な無線専門家ロバート・ワットに相談した。 ^{[ c ]}ワットは助手アーノルド・ウィルキンスに必要な計算を実行するように依頼した。ウィルキンスはすぐに、それは不可能だと結論付けた。必要な無線エネルギーの量は、既存の電子機器の最先端技術をはるかに超えるものだった。ワットが代替案について尋ねると、ウィルキンスは、航空機が無線受信のフェージングを引き起こすという郵便総局(GPO) の報告書を思い出し、この効果を長距離で航空機を検出するために使用できるかもしれないと提案した。二人はその構想に関する共同メモを作成し、1935年1月下旬の最初の正式な会合に間に合うようにティザード委員会に返送した。^{[ 11 ]}

委員会は、爆撃機探知の問題と「爆撃機は必ず通り抜ける」という懸念に対する潜在的な解決策として、この概念に飛びついた。より詳細な計算を記した2番目のメモが2月に届き、補給・研究担当の航空委員ヒュー・ダウディングに見せられた。彼はこの概念に感銘を受けたが、実演を求めた。これは1935年2月26日に行われた、現在ダヴェントリー実験として知られる実験で、既存の機器を急ごしらえしたもので、近くに航空機がいることが明確に示された。ダウディングは直ちに開発資金を拠出した。1935年の夏までに、コードネーム「RDF」と呼ばれるこのシステムは、爆撃機サイズの目標を60マイル（97km ）の距離で探知できるようになった。チェーンホーム（CH）と呼ばれるシステムで、イギリス沿岸に約25マイル（40km ）間隔でRDFステーションのチェーンを構築する計画が立てられた。^{[ 12 ]}  

7月27日、ヘンリー・ティザードは、RDFが提供すると推定される15分の警告時間に基づいて、戦闘機迎撃の一連の実験を行うことを提案した。7か月にわたる一連のテストは、1936年の夏にRAFビギンヒルで、航空団司令官ユースタス・グレンフェル中佐（基地の指揮官）の指揮の下、航法専門家であるロバート・リントン・ラッグ少佐の支援を受けて開始された。^{[ 12 ]}グロスター・ガントレット戦闘機は、仮想航空機、民間旅客機、そしてブリストル・ブレンハイム軽爆撃機を迎撃した。^{[ 13 ]}

最初の迎撃は三角法と機械式計算機を使用して計算されましたが、最終的にグレンフェルは「厄介な機械」にうんざりし、目視で完璧な迎撃を指示しました。^{[ 14 ] [ d ]}ティザードは、戦闘機と爆撃機を二等辺三角形の底辺の反対側の角に想像することで、迎撃地点を迅速に推定する等角法を導入しました。爆撃機は底辺に対して特定の角度で飛行し、管制官は戦闘機を反対の角度に沿って送り、三角形の頂点で目標に収束させました。この「ティジー・アングル」により迎撃率は急上昇し、高度が既知で変化しない場合は、1936年末までに常に90パーセントを超えていました。爆撃機が高度を変更したり、戦闘機が爆撃機より低い高度に到着したりした場合、攻撃のための機動により成功率は約60パーセントに低下しました。^{[ 15 ] [ e ]}

ADGBは1936年に解散し、その任務は航空省に移管され、戦闘機軍団と爆撃機軍団に分割された。ダウディングは1936年7月6日の戦闘機軍団創設時にその航空司令官に昇進した。^{[ 13 ]}

最初の運用可能なCHステーションは、バウドシー・マナーにあるレーダー研究者の新しい研究所に設置された。急速な進歩にもかかわらず、RDFにはまだ初期不良があった。ある時、ダウディングは攻撃機の兆候がないかテストシステムのディスプレイを監視していたところ、攻撃機が頭上を通過する音を聞いたが、これは完全な失敗だった。^{[ 16 ]}これらの問題は翌年に解決され、1937年4月、バウドシーで試作型CHレーダーを使用したテストは大きな可能性を示した。このバージョンでは、管制官が航空機の高度を2,000フィート（610メートル）以内の精度で測定することもできた。^{[ 15 ]} 

警告時間を延ばすため、CHシステムは海岸線近くに海に向かって設置され、敵にできるだけ近い位置に配置された。これは、攻撃に向かう途中の友軍戦闘機の位置や、海岸線を越えた後の敵機の位置に関する情報を提供しないことを意味した。これらの地域では、ダウディングは戦闘機司令部がADGBから引き継いだ既存のオブザーバー部隊（OC）システムに頼る計画だった。^{[ f ]}

CHとOCからの報告は異なる機器を使用していたため、矛盾することがあり、国家ネットワークから提供される情報量は圧倒的でした。^{[ 17 ]}さらに、航空機の識別ができなかったことも問題でした。CHは友軍機と敵機を区別できず、^{[ 18 ]} OCは高高度を飛行している友軍戦闘機と敵戦闘機を区別できませんでした。

識別の問題に対処するため、ダウディングは既存の無線機から発信される信号を使って戦闘機の位置を特定できる高周波方向探知（ハフダフ）装置の供給を強く求めた。これにより、1940年初頭から広く利用可能になった「ピップスクイーク」システムが導入され、1940年10月までにある程度の数で入手可能になった最初の敵味方識別（IFF）トランスポンダーも導入された。これにより識別の問題は解決したが、RDF、OC、ハフダフという3つの情報源が存在することになり、いずれも空域の全体像を把握することはできなかった。^{[ 15 ]}

ダウディングは、主な問題は技術的なものではなく、情報源が多すぎることであり、どれも完全な情報網羅をしておらず、どれも単独で戦闘員に役立つ情報を伝えることができないと認識した。ダウディング、ティザード、そして委員会のもう一人の初期メンバーである数学者のパトリック・ブラケットは、ADGB の概念を受け継いだ新しいシステムの開発に着手した。^{[ 19 ] [ 20 ]}

大量のデータと重複の可能性に対処するため、ダウディングはレーダーからのすべての位置報告を戦闘機司令部本部の新しい戦闘機管制センターに送信する方針を導入した。これは、OCがすでに多くの個々の観測者からの報告をより広い範囲をカバーする地図に調整するために構築していたシステムを模倣したものであった。新しいシステムは、英国全土というはるかに大きな規模で同じことを行った。CHおよびOCセンターと連絡を取っている電話交換手は、地図上の作業員に報告を中継し、作業員はこれらの報告を使用して地図上に小さな色のマーカーを配置した。マーカーは線を形成し、それが伸びるにつれて、目標の位置と方向を示した。識別されると、各クラスターには番号、つまり「トラック」が割り当てられた。^{[ 19 ]}

時間の経過とともに目標の経路が明確になるにつれて、地図を監視していたオペレーターは、さまざまな戦闘機グループに向かう軌跡をピックアップし、その情報をグループ本部へ転送した。グループ本部はこれらの報告を使用して、自分たちに関連する軌跡のみを含むマスターマップの一部を再現した。グループ本部の指揮官は、自分たちのエリアでの戦闘を容易に把握し、戦闘機を目標に割り当てることができた。セクター内の飛行隊に割り当てられた目標は、同じ方法でセクター本部へ転送され、セクター本部はさらに大きなスケールで地図を再現し、この地図を使用して戦闘機を誘導した。^{[ 19 ]}

1939年初頭までに基本システムが構築され、1939年8月11日から爆撃機司令部はフランス上空での演習から帰還した航空機を使用して一連の模擬攻撃を開始するよう求められた。第11グループRAFからの報告は熱狂的で、「演習全体を通してRDFの情報と計画は一貫して一流であり、沿岸での迎撃を可能にした」と述べており、ダウディングは「昼間の空襲は通常、容易かつ規則的に追跡され、迎撃された」と付け加えた。^{[ 19 ]}

ダウディングが最初に提案した改善策は、FCHQにフィルター室を追加し、そこにすべてのCHレポートを送付することだった。 ^{[ 21 ]}

CH局は角度と距離の測定値を国土地理院の国家グリッド上の位置に変換した。^{[ 5 ]}フィルター室は、同じグリッドが描かれた大きな地図を中心に構成されていた。レーダー局からの報告はフィルター室の電話交換手（テラー）に転送され、テラーは地図の周りに立っている作業員（プロッター）に接続し、レーダーサイトからの情報を地図上のその場所に最も近いプロッターに中継した。プロッターはセクター時計を見て、指示された場所に色の付いたマーカーを落とした。色のシステムは、観測隊が報告時刻を示すために使用していたものと同じだった。報告の速さから、地図上にプロットマーカーが積み重なり、大規模な任務中はかなりごちゃごちゃになった。^{[ 17 ]}

各CH局にはそれぞれ固有の不正確さがあり、同じ目標の位置を報告する2つの局は、それを2つの異なる場所に配置しました。これらの情報が報告されると、フィルター室のプロットが地図上に展開されました。プロットの進行状況を監視する観測者は、これらのプロットのうちどれが1つの航空機グループを表しているかを判断しようとしました。マーカーのグループが単一の編隊であると確信すると、プロットの中央に木製のブロックが置かれ、ブロック上に航空機の種類、番号、高度を示す数字と文字が書かれました。ブロックは、ボード上にさらにプロットマーカーが配置されるにつれて、定期的に移動または修正されました。ブロックが移動すると、プロッターは、ブロックが移動した場所を示すために小さな矢印型のポインターを残しました。トラックブロックは、遠くからでも読めるように大きな文字で書かれていましたが、オペラグラスが必要になる場合もありました。^{[ 17 ]}

多数のレーダープロットを単一のブロックに集約することが、フィルタ室の主な目的でした。このようなグループが特定されると、通常は2桁の「トラック番号」が割り当てられます。この時点から、フィルタ室は、トラック番号とナショナルグリッド上の更新された位置を送信することにより、特定のターゲットに関する情報を伝達できます。これにより、ネットワークにフィードする必要のある情報量が劇的に削減されました。一度作成されると、ネットワーク全体で同じトラック番号が使用されるため、たとえば、窓口係はトラックを中継することにより、CH局から特定のターゲットの更新を要求することができます。^{[ 17 ]}

時には、通常は報告チェーンの一部ではない外部ソースからの情報をプロットする必要があった。SOSを発信する戦闘機は、緊急周波数で無線機を通してこれを報告し、それは最も近い傍受所で受信された。この情報はフィルター室にも流れたが、フィルター室はフロアのプロッターには接続されていなかった。地図上のオペレーターは、舞台用スポットライトを使用して関心のある場所をマークすることができ、フィルターによって投影されるメッセージを変更できた。^{[ 22 ]}

ダウディングが導入した2つ目の改善点は、パイロットに送られる情報の量を減らし、その伝達を迅速化することを目的としていた。この目的のために、ダウディングは制御と情報フローの階層構造を導入し、パイロットが必要とする情報のみが彼らに転送されるようにした。最上位レベルは、ベントレー修道院にあるFCHQフィルター室であった。FCHQは、CHからの情報を個々のトラックにフィルタリングすることで、戦場全体の全体像を維持した。トラック情報は、階層構造の1段階下、グループに転送された。^{[ 5 ]}

バトル・オブ・ブリテンの間、防衛戦闘機は第10から第13までの4つの活動グループに分かれていた。戦闘の大部分を担当した第11グループは、FCHQからほど近いRAFアクスブリッジに作戦室（バトル・オブ・ブリテン・バンカーとして保存されている）を置いていた。ミッドランズを担当した第12グループはノッティンガム近郊のRAFハックナル（後にRAFワトナル）に、第13グループはニューカッスル郊外のブレイクローの採石場に、そして後から編成された第10グループはバース郊外のRAFボックス（後にRAFラドロー・マナーと改名）にそれぞれ配置されていた。^{[ 5 ]}

グループ本部では、そのグループに関係する領域のみをカバーする別のプロットボードが、電話で送られてくるトラックレポートを介してFCHQからのプロットを再現した。これにより、グループはマップを再現できたが、作戦領域により適した縮尺と位置になった。 ^{[ 23 ]}情報は事前にフィルタリングされていたため、これらのマップはそれほど頻繁に変更する必要がなく、やや単純なマーカーソリューションが採用された。タグ付きの小さな木製ブロックが、フィルタ室で作成されたトラック番号で示されるさまざまな編隊の位置を表すためにマップ上に配置された。タグには、トラック番号、既知の場合は友軍または敵軍の状態（「H」は「敵」、Fは「友軍」を意味する）、航空機の推定数、および高度が示された。高度タグの色は、FCHQで使用されているセクタークロックパターンと同じで、レポートが更新された時期を示した。これにより、観測者はプロットが最新かどうかを迅速に判断し、必要に応じて更新を要求することができた。^{[ 24 ]}目標に迎撃用の飛行隊が割り当てられた場合、それらは飛行隊番号が書かれたカクテルスティックのようなタグで示されました。 ^{[ 25 ]}

各グループは複数のセクターに分割され、各セクターは1つ以上の飛行場の運用を担当した。これが階層の最下位レベルを形成し、セクターコントロールを拠点としており、通常はセクター内の飛行場のいずれかに併設されていた。たとえば、第11グループは、南西から北東に向かって反時計回りにAからFまでのセクターと、北西のZセクターに分割されていた。典型的なセクターであるCセクターは、かなりの活動が行われ、ビッグギンヒルから管制されていたが、ウェストモーリング（メイドストーン）にも別の主要な空軍基地があった。^{[ 5 ]}セクターからグループへの電話回線により、グループ版の地図をセクターで再作成することができ、その地域で関心のない情報は再び除外された。^{[ 26 ]}

セクター管制官は、パイロットや防空気球、対空砲部隊との通信を担当し、敵の接近を早期に警告したり、味方を攻撃しないよう警告したりしていた。^{[ 5 ]}戦闘機パイロットが事務員の命令を無視しがちであるという問題に対処するため、セクター司令官は通常、退役または病気休暇中の元パイロットであった。ダウディング、ブラケット、ティザードは、パイロットが単に目標を探し回ることはできず、作戦センターの指示に従わなければならないという事実を個人的に強調した。^{[ 17 ]}

このシステムを構築することで、情報の流れは主に一方向となり、下降するにつれてさらに分岐していきました。たとえば、フィルター室はさまざまなCHサイトから毎分15件の報告を受け取っているかもしれませんが、これらはイギリス全土の海岸線をカバーする編隊に関するものです。これらの報告の一部、たとえばケント上空の報告は11グループに送られ、他の報告、たとえばRAFドリフィールドへの攻撃は13グループにのみ中継されます。次に、11グループの作戦室は関心のある航跡のみをセクターに中継し、範囲外の航跡や他のセクターが処理している航跡は除外します。最終的に、セクターのオペレーターは、実際に飛行に影響を与える情報のみをパイロットに中継すればよく 、他の編隊に関するデータは中継されないため、無線時間を節約できます。^{[ 26 ]}

チェーンホームは、従来の視覚または音響による位置特定システムと比較して、早期発見時間を大幅に改善しました。ケント州南東海岸のCH局が、フランスの飛行場上空で敵の空襲をまだ編成している段階で発見することは珍しくありませんでした。さらに、この情報は昼夜を問わず、どんな天候でも利用可能でした。しかし、最大限の警告時間を提供するためには、CH局を海岸のできるだけ近くに設置する必要がありました。CH局は前方の物体しか位置特定できなかったため、陸上ではサービスを提供できませんでした。そのため、2つの追加の位置特定サービスが必要でした。^{[ 5 ]}

地上の敵機の追跡任務は王立観測隊（ROC）に委ねられた。ROCの観測所は多数あり、担当区域は比較的小さかったため、情報の重複や過負荷が懸念された。そのため、ROCからの情報は、フィルターと通信ステーションの両方の役割を果たす観測センターの並行システムに送られた。この事前フィルタリングされた情報は、その後ダウディング報告チェーンに送られた。^{[ 5 ] [ g ]}

同様に、別の報告系統では、ハフダフ（受信機）とピップスクイーク（送信機）と呼ばれるシステムを使用して、無線送信の無線方向探知（RDF）を使用して友軍機を追跡する任務が課せられていた。 ^{[ 24 ]} RDFを使用して位置を特定するには、ある程度離れた2つ以上の観測地点が必要であり、その報告に対して三角測量を使用する必要がある。この場合、通常は約30マイル（48km ）離れた3つのステーションが使用された。この情報は、選ばれたセクターコントロールに報告され、セクターコントロールはこれを使用して位置をプロットし、その情報をメインオペレーションプロットに伝達した。その後、管制官は飛行隊に指示を与えることができた。戦闘機の位置は、必要な場合にのみ系統の上位に送られた。^{[ 2 ]} 

最後に、戦闘飛行隊の状況に関する情報はセクターには知られていましたが、どの飛行隊を投入するかを選択するためにグループが必要でした。この任務のために、作戦室には戦闘飛行隊の戦力と現在の状況を示す一連の黒板と電気ランプシステムも設置されていました。「トートボード」として知られるこのボードにより、指揮官はどの部隊が命令を受けられる状態にあるかを一目で把握することができました。状態は、リリース済み（利用不可）、利用可能（20分以内に離陸可能）、準備完了（5分以内に離陸可能）、待機（操縦士がコックピットにおり、2分以内に離陸可能）、離陸して配置に移動中、敵を発見、着陸命令、着陸して燃料補給/再武装中でした。トートボードの隣には気象ボードがありました。トートボードと気象ボードを継続的に更新し、その情報を上層部に伝えるのは、女性補助空軍（WAAF）のプロッター^{[ h ]の責任でした。 [ 27 ] [ i ]}

ダウディング・システムの中で最も目立つ部分は「作戦室」であった。これらのうち最も先進的なものはFCHQとグループHQに設置されていた。これらの部屋は通常3層構造になっており、最下層には大きな作図台、作図台の周囲と上部には通信オペレーターが配置された机があり、作図台の上には指揮官が監視や通信を行うための2階（時にはガラス張り）があった。^{[ 24 ]}

戦闘の指揮はグループに委ねられた。^{[ 21 ]}上空から地図を観察し、グループ指揮官は担当区域内の敵機の動きを追跡し、トートボードを調べ、飛行隊を選択し、担当区域に緊急発進命令を出すことができた。命令は「第92飛行隊、敵機21を迎撃せよ」のように簡単なものだった。^{[ 26 ]}

その後、セクターは当該飛行隊の事務所（多くの場合、小さな小屋に過ぎない）に電話をかけ、航空機の緊急発進を命じた。編隊を組んだ後、セクター管制官は飛行隊に追跡できるようにピップスクイーク・システムを設定するよう指示した。位置が測定され、セクターのプロットテーブルに転送されると、管制官は編隊長に指示を伝えた。ベクターリングは、1935年のビッグギンヒル演習で開発された方法を使用して行われ、セクター司令官は友軍機の位置をグループから転送された敵機のプロットと比較し、迎撃を手配した。^{[ 14 ]}

通信の速度と精度を向上させるため、飛行隊、基地、敵編隊にはコードワードが割り当てられました。たとえば、ビギンヒルのセクター管制には「サッパー」という名前が割り当てられ^{[ 28 ]}、ビギンヒルに駐屯する第72飛行隊は「テニス」として知られていました^{[ 29 ]} 。そのため、敵の位置の更新は、「テニス隊長、こちらはサッパー管制です。あなたの顧客は現在メイドストーン上空にいます。ベクトル090、エンジェル20」という形式になることがあります。この例では、ビギンヒル管制官（サッパー）は、第72飛行隊（テニス）に、その時点でメイドストーン上空を飛行していた目標を迎撃するために、高度20,000フィート（6,100メートル）（エンジェル20）で真東（ベクトル090）に飛行するように指示していました。^{[ 30 ]}このセクターは、局地的な砲や気球の防御、および出撃後に戦闘機​​を安全に飛行場に帰還させることも担当していた。^{[ 14 ]} 

戦闘における重要性を考慮し、FCHQ（連邦軍司令部）とグループ管制センターは、飛行場から離れた耐爆構造の掩蔽壕に設置された。これらの掩蔽壕のほとんどは、開戦直前に建設された。通信は、郵便局（GPO）が敷設し、爆撃による切断を防ぐため地下深くに埋設された数百マイルに及ぶ専用電話線によって確保された。

セクター管制センターは比較的小規模で、ほとんどが地上に建てられたレンガ造りの平屋建て瓦屋根の建物に設置されており、攻撃を受けやすい場所にあった。1940年までには、ほとんどのセンターは軒の高さまで達する土塁、いわゆる「防爆壁」によってある程度保護されていた。幸いなことに、ドイツ空軍情報部はこれらの部屋の重要性を認識しておらず、ほとんどが攻撃を免れた。

ビッグギン・ヒルの管制室は8月31日の空襲で破壊されたが、これは偶然の爆弾の命中によるものだった。さらなる予防措置として、飛行場から離れたさまざまな場所に緊急管制室が設置され、効率はわずかに低下した。例えば、ケンリーは近くのケータハムにある肉屋の店内に設置された代替の部屋を使用することができた。^{[ 27 ]}

初期の防空壕の脆弱性が認識されたため、1930年代の拡張計画中に建設された新しい飛行場では、爆撃に耐えるMk.II型のL字型構造物が使用された。

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