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H2Sは、初の航空機搭載型地上走査レーダーシステムでした。第二次世界大戦中、イギリス空軍爆撃機部隊のために開発され、夜間および全天候型爆撃における地上目標の識別を目的としていました。これにより、 GeeやOboeといった各種無線航法補助装置（様々な基地局からの探知範囲は約350キロメートル）の範囲外からの攻撃が可能になりました。また、長距離のランドマークを識別するための汎用航法システムとしても広く利用されました。
1941年3月、波長9.1cm （3GHz）の空洞マグネトロンをベースとした初期の航空機迎撃レーダーの実験により、異なる物体はそれぞれ異なるレーダー反射特性を示すことが明らかになった。水、開けた土地、都市や町の市街地はそれぞれ異なる反射を示した。1942年1月、マグネトロンと新しい走査アンテナ、平面位置指示表示器を組み合わせるための新しいチームが編成された。4月に試作機が初めて使用されたことで、レーダーを使用して航空機の下の領域の地図を作成できることが確認された。最初のシステムは1943年初頭にH2S Mark I、H2S Mark II、ASV Mark IIIとして運用開始された。
1943年2月2日/3日の2回目の作戦任務で、H2Sはほぼ無傷の状態でドイツ軍に鹵獲され、1週間後には2台目が鹵獲された。生存した乗組員から得た情報と合わせて、それが地図作成システムであることが判明し、その操作方法を特定することができた。部品から組み立ててベルリンの表示を見たとき、ドイツ空軍はパニック寸前となった。これが1943年後半にFuG 350 Naxosレーダー探知機の導入につながり、ドイツ空軍の夜間戦闘機はH2Sの送信を追尾できるようになった。[ 1 ]イギリスはNaxosを知り、H2Sの使用について大きな議論が巻き起こった。後の計算では、Naxos導入後の損失は実際には導入前よりも少なかったことが示され、使用は継続された。
初期の機種の解像度がベルリンのような大都市では役に立たないほど低いことが判明したため、1943年に3cm（10GHz ）のXバンドで動作するバージョン、H2S Mark IIIの開発が始まった。ほぼ同時期に、そのアメリカ版であるH2Xが同年10月に発表された。Mark IIIGが戦後期の標準として選ばれるまで、わずかに異なる様々なMark IIIが製造された。開発は戦後期のMark IVを経て、1950年代のMark IXへと続き、 V爆撃機部隊とイングリッシュ・エレクトリック・キャンベラに搭載された。V部隊では、Mark IXAが爆撃照準器と航法システムの両方に接続され、完全な長距離航法爆撃システム（NBS）を提供した。この形態のH2Sは、1982年のフォークランド紛争でアブロ・バルカンに搭載されて最後に実戦で使用された。一部のH2S Mark IXは、ハンドレー・ページ・ビクター機で1993年まで使用され、50年間運用された。
このレーダーは当初「BN」（ブラインドナビゲーション）と呼ばれていましたが、[ 2 ]すぐに「H2S」になりました。この由来については諸説あり、「Height to Slope」（高度から傾斜まで）や「Home Sweet Home」（我が家）の略だと主張する情報源もあります。「S」は、航空機迎撃レーダーチームが「センチメートル」範囲の動作波長を意図的に紛らわす略語として使用しており、最終的にSバンドという名前になりました。[ 3 ]広く伝えられているのは、硫化水素（化学式H2S 、その腐敗臭にちなんで）にちなんで名付けられたという説です。発明者は、レーダーを空ではなく下に向けていれば、レーダーの新しい用途、つまり空中目標の識別ではなく地上追跡が可能になり、もっと早く思いつかなかったのは「腐っている」と気づいたからです。[ 4 ]
ひねりの効いた「腐った」つながりは、航空省科学情報部の部長であるRVジョーンズによって提唱された。彼は、当初の開発者とウィンストン・チャーチルの科学顧問フレデリック・リンデマン（1941年にチャーウェル卿に叙せられた）との間の誤解により、技術者たちがチャーウェル卿がこのアイデアを気に入らないと考えていたため、技術開発が遅れたという話を語っている。後にチャーウェル卿がプロジェクトの進捗状況を尋ねたとき、それが保留になっていると聞いて非常に腹を立て、「ひどい」と繰り返し遅延について述べた。[ 5 ]技術者たちは再開されたプロジェクトを「H2S」と呼び、後にチャーウェル卿がH2Sが何を表しているのか尋ねたとき、誰も彼の言葉から名付けられたとは言わなかった。代わりに、彼らはその場で「Home Sweet Home」の略だと偽った。これはチャーウェル卿が（ジョーンズを含む）他の人々に伝えた意味である。[ 5 ]
バトル・オブ・ブリテンの後、RAF爆撃機司令部はドイツの都市に対する夜間攻撃を開始した。爆撃機司令部は空襲で良好な結果を報告したが、バット報告書によると、20発に1発しか目標から5マイル（8.0km ）以内に着弾せず、爆弾の半分は開けた土地に落ち、場合によっては目標から50キロメートル（31マイル）も離れた場所に着弾したことが確認された。 [ 6 ]
無線電子工学はいくらかの改善を約束し、電気通信研究所（TRE）は「 Gee 」と呼ばれる無線航法システムを開発し、その後「 Oboe 」と呼ばれる2番目のシステムを開発しました。どちらも英国の送信局をベースとしており、同期信号を送信していました。Geeの場合、航空機内のオシロスコープが2つの信号間の時間差を測定して位置を特定しました。Oboeは航空機内のトランスポンダを使用して信号を英国に反射し、そこでオペレーターがはるかに大きなディスプレイで同じ測定を行い、より正確な値を生成しました。どちらの場合も、システムの地上ベース部分は、通常の任務高度で飛行する航空機の場合、見通し線内の約350キロメートル（220マイル）の範囲に制限されていました。これはルール地方の目標に対しては有効でしたが、ドイツの中心部に対しては有効ではありませんでした。[ 7 ]
タフィー・ボーエンは、戦前の初期の波長 1.5mのAIレーダー実験中に、畑、都市、その他の地域からのレーダー反射が異なることに気づいていた。 [ 8 ]これは形状によるもので、建物や船のような垂直な側面を持つ物体は、地面や海のような平らな物体よりもはるかに強い反射を生じる。[ 9 ] AIシステムの初期テスト中、オペレーターはしばしば非常に遠くから海岸線を視認し、開発チームは何度かこれを臨時のナビゲーションシステムとして使用した。ボーエンはこの原理に基づいてターゲットレーダーを開発することを提案したが、その件は忘れ去られていた。[ 8 ]
1940年、バーミンガム大学の博士課程学生であったジョン・ランドールとハリー・ブートは、波長9cmで数千ワットの無線信号を出力するキャビティマグネトロンと呼ばれる新しいマイクロ波周波数真空管を考案した。この波長ではアンテナの長さはわずか数センチメートルで済むため、レーダーを航空機に搭載するのがはるかに容易になった。マッピングのアイデアは、1941年3月にフィリップ・ディーのグループが新しいAIレーダーを開発していた際に再び浮上した。このレーダーは「センチメートル」波長にちなんで「AIS」と名付けられた。ブレンハイムでのテスト中に、チームはボーエンが以前に発見したのと同じような効果に気づいた。この装置の波長は、元の1.5m AI装置よりも10倍以上短く、はるかに高い解像度を提供し、地上の個々の物体を識別することができた。[ 10 ]
1941年10月、ディーはRAF爆撃機司令部の会議に出席し、夜間の目標設定の問題について話し合った。ディーはAISを使用した最近の発見について言及した。11月1日、ディーはブレンハイムに搭載されたAISレーダーを使用して地上をスキャンする実験を行った。この表示を使用して、高度8,000フィート（2,400メートル）を飛行しながら、35マイル（56キロメートル）離れた町の輪郭を捉えることができた。[ 2 ]
指揮官たちは感銘を受け、1942年1月1日、TREはバーナード・ラヴェルをリーダーとするチームを編成し、AISに基づくSバンド空中目標レーダーの開発に着手した。最初の発注は1,500セットであった。[ 2 ]この時点ですでに平面位置指示器（PPI）表示が望ましいことは明らかであったが、これはAスコープシステムで使用されている非常に単純な固定アンテナセットとは異なり、複雑な走査パラボラアンテナを必要とする。両方のシステムをテストすることが決定された。3月には、H2Sと新しいセンチメートル波（波長がセンチメートルオーダー）の対水上艦艇（ASV）レーダー、ASV Mark IIIの両方を同じコンポーネントを使用して構築し、生産を簡素化することが決定された。[ 2 ]
4月の初期テストでは、走査PPIシステムの優位性が明らかになり、旧型のAスコープバージョンの作業はすべて終了した。[ 2 ] H2Sは1942年4月23日に最初の実験飛行を行い、レーダーはハンドレー・ページ・ハリファックス爆撃機V9977に搭載された。[ 11 ]走査ユニットは、当時ほとんど設置されていなかった機体下部中央砲塔が以前占めていた位置を使用して、機体下部に設置された。回転式スキャナーマウントはナッシュ＆トンプソンによって設計および製造された。走査アンテナは特徴的な流線型のレドームで覆われていた。[ 12 ]
一つの問題は、レーダー方程式により、近い物体からの反射波が遠い物体からの反射波よりもはるかに強かったことである。このため、信号を調整してこれを考慮しないと、爆撃機の真下の領域が周囲よりもはるかに明るくなってしまう。解決策は、ゲインの実効的な変化を定義する数学関数にちなんで名付けられたコセカント二乗則に従って放送電力を調整することであった。この変化は、当初はハリファックス爆撃機のアンテナの写真に見られるように、アンテナの放物面反射板の一部に角度のついた金属板を取り付けることによって実現された。後の反射板は、もはや完全な放物面ではなく、実際にコセカント二乗曲率で成形された。[ 13 ]
1942年6月7日、H2S試験を行っていたハリファックスが墜落し、乗員全員が死亡、H2Sの試作機も破壊された。犠牲者の一人は主任設計者のアラン・ブルムラインだった。ラヴェルは墜落現場を視察した後、「これがH2Sプロジェクトの終わりだと私が思ったのも、おそらく驚くには当たらないだろう」と回想している。[ 14 ]また、墜落事故ではブルムラインの同僚であるセシル・オズワルド・ブラウンとフランク・ブライセン、TREの科学者ジェフリー・S・ヘンズビー、そして7人のRAF隊員も死亡した。[ 15 ]
開発が進むにつれ、航空省と英国空軍ではH2Sシステムの相対的な利点について大きな議論が巻き起こった。あらゆる天候下で長距離爆撃できる能力は爆撃機部隊にとって明らかに有用であったが、H2S搭載機を失うとマグネトロンの秘密がドイツ軍に知られてしまう可能性があった。チャーチルの科学顧問であるチャーウェル卿は、設計チームにマグネトロンではなくクライストロンを中心にH2Sを構築するよう求めた。[ 16 ]
クライストロンが主にガラスと壊れやすい金属部品でできているのに対し、マグネトロンは銅の単一ブロックから作られており、どんなに強力な爆薬を使っても破壊するのは極めて困難だった。ドイツ軍がマグネトロンを回収すれば、その動作原理をすぐに理解できるだろう。[ 17 ]マグネトロンは夜間戦闘機や沿岸航空隊での使用も想定して設計されていたため、秘密が漏洩すれば、ドイツ軍はこの新しい周波数帯でレーダー探知機を製造するための情報を得るだけでなく、独自の高性能な空中レーダーを開発することも可能になるだろう。[ 2 ]
H2S 設計チームはクライストロンではその役割を果たせないと考えており、クライストロンを使用して構築された H2S のテストでは出力が 20 ～ 30 分の 1 に低下することが示されました。同じ高度で、クライストロン駆動バージョンは10 マイル (16 km)の町を検出できましたが、マグネトロンバージョンは35 マイル (56 km)まで検出できました。これを改善する方法はないようだったので、マグネトロンを使用するか、何も使用しないかのどちらかでした。[ 2 ] H2S チームはまた、キャビティ マグネトロンがドイツの手に渡れば、ドイツがセンチメートル レーダーを開発するのに 2 年かかるだろうし、ドイツがすでにその技術に取り組んでいないと考える理由はないと抗議しました。最初の懸念は正しかったことが証明されました。マグネトロンは 1943 年初頭に鹵獲されましたが、ドイツ製のものが生産される前に戦争は終わりました。[ 18 ]
議論の最中、アメリカ放射線研究所のイシドール・アイザック・ラビが1942年7月5日と6日にTRE事務所を訪れた。ラヴェルによれば、ラビはティザード任務中に提供されたH2S装置は「非科学的で実用的ではない」と述べ、その唯一の用途はマグネトロンをドイツに渡すことだと考えていると表明した。[ 19 ]数年後、ラヴェルはこの否定的な報告の理由を探ろうとしたが、ラビがそれほど否定的だったことを覚えている者は誰もいなかった。誰もが持っていた唯一の説明は、装置を動作させるのに問題があったことが文脈から切り離されて解釈されたということだった。[ 19 ]タフィー・ボーエンは、米国で装置を動作させるのに大変苦労したと述べており、スプリングフィールド、ハートフォード、ボストンとの比較テストでは、ディスプレイには何も表示されなかった。[ 20 ]
9月までに、運用に適した試作版が完成した。マグネトロンがドイツ軍に渡る可能性についての議論が続く中、9月15日、チャーチルは自らマグネトロンを爆撃機軍団での使用に供した。同時期に、ドイツの潜水艦にレーダー探知機（後にFuMB 1 Metox 600Aと判明）が搭載され、旧式の1.5mバンドで運用されている沿岸航空隊のASVセットを探知できることが判明した。9月には、ドイツ軍が探知できないASV Mark IIIの建造を優先する決定がなされた。哨戒機 からマグネトロンがドイツ軍の手に渡る可能性は極めて低いと考えられた。[ 21 ]
航空省のレーダー部隊は当初、イングランド東海岸のボーズィー・マナーに編成されていた。1939年に戦争が始まると、この場所はドイツ軍の攻撃を受けやすいと判断され、事前に手配されていたダンディー大学への移転がほぼ一夜にして実行された。到着してみると、何も準備されておらず、チームが作業できるスペースもほとんどなかった。[ 22 ]さらに悪いことに、航空レーダーを担当していたチームは、開発には全く不向きなスコットランドのパースにある小さな私設滑走路にたどり着いた。[ 23 ]
問題の本質が経営陣にようやく認められ、新しい場所の探索が始まるまでにはしばらく時間がかかった。1939年後半、空挺チームはカーディフから約15マイル（24km ）離れたRAFセント・アサンに移った。この場所は理想的であるはずだったが、暖房設備のない使われていない格納庫に閉じ込められ、寒くなると作業はほとんど不可能になった。この間、主要な研究チームはダンディーに留まった。[ 24 ]
すべてのチームにとってより適切な場所を探し続けた結果、イギリス南海岸のスワネージが選ばれた。元のレーダーグループの残りのメンバーは1940年5月にそこへ移動し、AIグループはその前日に到着した。ワース・マトラバース近くの海岸線にある小屋に拠点を置いたAIグループは特に危険にさらされており、ドイツ占領下のシェルブールからもすぐ近くだった。移動が行われている間に、APロウはマグネトロンを使用する2番目の航空グループを編成する機会を得て、ボーエンのグループを脇に追いやった。ボーエンはすぐにTREから外され、その夏にティザード任務に送られた。[ 24 ]
1942年5月25日、連合軍作戦司令部はフランス沿岸付近で撮影されたヴュルツブルクのレーダーを奪取するため、バイティング作戦を実行した。これにより、ドイツ軍がイギリスの施設に対して同様の攻撃を仕掛けるのではないかという懸念が生じた。クライストチャーチから英仏海峡を挟んで対岸にあるシェルブール付近に「17本の列車に積まれた」空挺部隊が駐屯しているという報告が入ると、航空省ではパニック寸前の事態となり、またしても緊急移動が行われた。チームは最終的に北へ約160キロメートル（99マイル）離れたマルバーン・カレッジにたどり着いた。そこには十分なオフィススペースがあったが、住居はほとんどなく、開発計画にさらなる遅延をもたらした。[ 25 ]
様々な問題があったにもかかわらず、1942年7月3日、チャーチルは軍司令官とH2Sグループとの会合を開き、1942年10月15日までに200台のH2Sセットを納入するよう要求してレーダー設計者たちを驚かせた。H2S設計チームは大きなプレッシャーにさらされていたが、資源の優先権を与えられた。このプレッシャーは、クライストロンベースのH2S計画を最終的に中止するようチャーウェル卿を説得する絶好の論拠にもなった。[ 26 ]
TREは10月15日の期限を守れず、1943年1月1日までにH2Sを搭載したスターリング爆撃機とハリファックス爆撃機はそれぞれ12機ずつしかなかった。1943年1月30日の夜、「パスファインダー」部隊のスターリングとハリファックスの13機がハンブルクの目標に焼夷弾または照明弾を投下するためにH2Sを使用した。パスファインダーに続く100機のランカスターは、照明弾を爆撃照準器の目標として使用した。結果は「満足のいくもの」と見なされた。[ 27 ]同様の空襲は翌夜にトリノに対して、 2月2日から3日の夜にはケルンに対して行われた。 [ 27 ]
2月21日、爆撃機部隊の全機にH2Sを装備することが決定された。これは爆撃補助だけでなく航法補助としても使用される。初期の作戦では、H2Sは海岸線を非常に遠くから探知できることが証明されており、長距離航法システムとして使用でき、航空機が全天候で飛行できるようになった。航法士を支援するため、爆撃手はこれらの期間中にH2Sを操作する任務を負った。作戦をさらに改善するため、3月12日、爆撃機部隊は利用可能な予備部品をより多く受け取ることが決定された。これは、より高い死亡率を補う必要があると考えられたためである。以前は、装備された各飛行隊はすべての部品の100%の予備部品を保持することが義務付けられていたが、単純に十分な予備部品がなかった。[ 27 ]
オリジナルの H2S セットは基本的に、パスファインダーに可能な限りのスピードを与えるために手作業で組み立てられた試作ユニットでした。急いで運用を開始したことによる多くの問題の一つは、開発者が既存のプラグアンドソケット設計を使用して完全なセットのさまざまなユニットを接続せざるを得なかったことです。この時点ではバルクヘッド取り付け用のオス型コネクタは入手できなかったため、ケーブル配線の端にある多くのオス型コネクタには、致命的な電圧が露出していました。[ 28 ]試作機の設置が進む一方で、最も多く製造されることになる真の量産バージョンである Mark II の開発が進められていました。これは、製造を容易にするためのさまざまなパッケージと電子機器の詳細を除いて、Mark I とほぼ同じでした。[ 29 ]
爆撃機軍団は1943年夏にH2Sの一般使用を開始した。7月24日の夜、RAFはハンブルクへの大規模攻撃であるゴモラ作戦を開始した。その頃には、爆撃機軍団の中核となったランカスター爆撃機にH2Sが搭載されていた。パスファインダーがH2Sを使用して目標をマークした後、RAFの爆撃機は高性能爆弾と焼夷弾で都市を攻撃した。彼らは7月25日と27日に再び攻撃を行い、 RAFの3回の空襲の間にUSAAFが2回の昼間攻撃を行った。都市の大部分は火災旋風によって焼け落ちた。約4万5千人が死亡し、そのほとんどが民間人であった。[ 30 ]
Mark II はすぐに Mark IIA バージョンにアップグレードされました。Mark II との違いはスキャナアンテナの詳細のみです。IIA では、スキャナの焦点にある元のダイポールアンテナが、信号を導波管を通して受信機に送り返すフィードホーンに置き換えられ、以前のモデルの損失のある同軸ケーブルが不要になりました。 [ 29 ]
V9977の初期の飛行でも、H2Sの基本的な機能のいくつかが使いづらいことが指摘されていた。[ 31 ]これらの問題を修正する試みはH2Sが運用開始される前から始まっていたが、多くの問題により運用開始が大幅に遅れた。利用可能になったものが追加されるにつれて、以下に詳述するように、さまざまなマークが多数発生した。[ 32 ]
1942 年 4 月下旬、 V9977のテスト飛行中に、試作機が航法士の E. ディッキー飛行中尉に見せられた。ディッキーは、航法図は常に北が上になるように作成されているのに対し、H2S の PPI ディスプレイでは、ディスプレイの上部が航空機の飛行方向を表していることを指摘した。彼は、これが航法中に重大な問題を引き起こすだろうと示唆した。H2S は爆撃補助装置として開発されたため、これまでこの問題は考慮されていなかった。しかし、重要な航法補助装置としても使用されるようになったため、これは大きな問題となった。このため、EMIでは、この問題を修正するシステムで試作機セットを改造する緊急プログラムが開始された。これは、航空機のジャイロコンパスに接続されたセルシン(または「サーボ」)を導入することで解決され、その出力によってスキャン回転が修正された。[ 33 ]
この変更をテストすると、すぐに別の問題が明らかになった。ディスプレイが常に北を上に表示しているため、以前はディスプレイの上部に目標が表示されていたため簡単に確認できた、航空機が目標に向かって飛行しているかどうかがもはや明らかではなくなった。この問題を解決するために、さらに追加して、ディスプレイ上に進行方向を示す明るい線を作成した。[ 33 ]後の変更により、方位指示線をオペレーターが手動で制御できるようになった。これは、Mark XIV 爆撃照準器と連携して使用され、航空機を爆撃線から吹き飛ばす風を正確に補正するために使用された。指示器は爆撃手によって提供された初期角度に設定され、その後、航法士はディスプレイ上で残留ドリフトを確認し、パイロットと爆撃照準器の設定を更新する爆撃手に修正を指示することができた。[ 34 ]この基本的なアイデアは後に拡張され、航法士の測定値が自動的に爆撃照準器に送り返されるようになり、爆撃手はアプローチ中にこれを行う必要がなくなった。高度や対気速度などの他の設定は航空機の計器から自動的に入力されていたため、海抜高度の選択のみを手動で設定する必要があり、これは任務前に行うことができた。[ 35 ]
もう一つの問題は、航空機がロールすると、信号が航空機の下側のみに地面に当たり、ディスプレイの片側が信号で満たされ、もう片側が空白になることでした。これは、目標への接近の最後の1分間に航法士がパイロットにコース修正を与えるため、パイロットが応答するたびにディスプレイが使用不能になるため、特に厄介でした。[ 36 ]この問題は、スキャンシステムを地面に対して水平に保つ機械式スタビライザーを導入することで解決されました。試作版は1943年9月までに完成しましたが、いくつかの問題が指摘され、生産に移す決定が下されたのは11月5日になってからでした。この頃には、H2Sの3cmバージョンの開発が進められており、Nash & Thompsonは1943年12月15日までに 10cmと3cmの両方のユニット用のスタビライザーを用意すると約束しました。[ 36 ]
レーダーから返される信号の幾何学的形状に関する最後の問題。走査角度が増加すると、信号が戻ってくるまでの時間は線形ではなく双曲線的に増加した。その結果、航空機に近い反射は地図上で見られるものとほぼ同じであったが、航空機から遠い反射は範囲がますます圧縮された。最短距離設定の10マイル（16 km）ではこれは深刻な問題ではなかったが、最長の100マイル（160 km）では、表示が非常に理解しにくくなった。このため、FC Williamsは双曲線信号も出力する新しい時間ベースジェネレータを開発し、この問題を解決した。これは「走査補正インジケータ」またはディスプレイタイプ184と呼ばれた。[ 34 ]
これらのコンセプトはすべてほぼ並行して進められており、1944年3月の会議では、年末まで生産率は低いと予想されることが判明した。その頃には新しい3cm セットも導入されており、これにより、これらの追加修正の1つ以上を特徴とするさまざまなマークが大量に出回ることになった。[ 37 ]これらの遅延は予想されておらず、ラヴェルは後に次のように述べている。
私たちはこれらの遅延に愕然としたが、数ヶ月後にはさらに悪い事態が待ち受けていた。企業、人々の頭脳、そしておそらく私たち自身にも過負荷がかかっていたのだ。遅延はひどいもので、国全体が機能停止したかのようだった。事態は着実に悪化していった。[ 37 ]
レーダーは、送信機から非常に短い無線信号のパルスを送信し、その後送信機をオフにして受信機でエコーを受信することで動作します。受信機の出力はオシロスコープの輝度入力に送られるため、強いエコーがあると画面上のスポットが点灯します。スポットが空間上の位置に対応するように、オシロスコープはディスプレイの中心から外側に向かって高速にスキャンします。時間的に遅れて戻ってくるエコーはディスプレイの外側に表示され、航空機からの距離が遠いことを示します。スキャンをトリガーするために送信パルスを使用することで、時間が同期されます。[ 38 ]
H2S の場合、エコーは地面と地面上の物体から返されます。つまり、通常最初に受信される信号は、航空機に最も近い真下の地面からの信号になります。この場所からのエコーが航空機に戻ってくるまでには、航空機の現在の高度で地面まで往復するのに必要な時間があるため、H2S ディスプレイにはディスプレイの中心付近に当然空白領域があり、その半径は航空機の高度を表しています。これはセンターゼロとして知られています。通常、オペレーターはダイヤルを使用してスイープの開始を遅らせ、このセンターゼロのサイズを小さくして、それによって地上表示に使用される画面の面積を増やします。[ 39 ]
中心ゼロが完全にダイヤルアウトされていない場合、オペレーターはこの円内に一瞬のエコーが見えることに気づき、これらが他の航空機からのものであるとすぐに結論付けました。これは、敵の夜間戦闘機が爆撃機より下方にいて、地上反射で隠れるほど遠くない限り、敵の夜間戦闘機を見つける簡単な方法でした。ドイツの夜間戦闘機は通常、目標機を月を背景にシルエットにするのに役立つため下方から接近し、その場所に砲台がないため、その方向から接近しても安全でした。これにより、H2Sによる探知に理想的な位置になりました。しかし、ディスプレイは非常に小さく、画面上のこの空白領域はそのほんの一部に過ぎなかったので、これらの反射を見るのは困難でした。[ 40 ]
1943年初頭、ドイツの夜間戦闘機作戦は改善されつつあった。1943年1月から4月にかけて、爆撃機部隊は合計584機の航空機を防衛によって失った。これは出撃回数のわずか4%に過ぎなかったが、それでも憂慮すべき事態であった。夏季の昼間の長さが長くなると、防衛が必然的に効果的になると考えられたからである。爆撃機の自衛を支援するために、モニカ・レーダー（ RAFの夜間戦闘機に搭載されていたAI Mark IVレーダーを単純に改良したもの）や、防御射撃を自動化することを目的とした自動照準砲塔（AGLT）など、いくつかのシステムが既に開発中であった。しかし、前者は実際にはほとんど役に立たず、後者は少なくとも1944年までは実用化されないことは既に明らかであった。[ 41 ]
爆撃機司令部とレーダーチームの連絡係であるダドリー・サワードは、4月18日にマルバーン基地を訪れ、マイクロ波レーダーの進捗状況を確認し、ラヴェルに問題点を伝えた。彼は特に、前日の4月16日から17日にかけて行われたシュコダ工場への空襲に苛立ちを募らせていた。この空襲では、敵の攻撃やその他の問題により、攻撃部隊の11.3%が失われた。サワードはモニカ、特にAGLTの問題点についてラヴェルに次のように語った。
一時しのぎに一体何をすればいいんだ？ [それから私はこう付け加えた…] H2Sは我々の真下の地面の様子をよく捉えてくれたが、周囲の飛行機の様子をよく捉えてくれなかったのは残念だった。[ 41 ]
ラヴェルは、これが実際に可能であることを認識していた。チームは、メインの地図表示とは実質的に正反対の特殊な表示のサンプルを作成できると約束した。中心ゼロが消えるように表示を調整して地図に最大限の画面スペースを確保するのではなく、この新しい表示は中心ゼロのサイズを調整して表示全体を埋め尽くし、他の航空機からの反射波を見やすくする。彼らは「困難を避けるために、この件全体を秘密にしておくこと」だけを求めた。[ 41 ]
サワードは電子技術者のウォーカー軍曹と整備士2名を派遣し、彼らは翌日到着してすぐにハリファックスBB360にディスプレイの構築に取り掛かった。基本的なアイデアは、センターゼロのサイズを縮小する遅延タイマーをスイッチとして使用することだった。既存のディスプレイは以前とまったく同じようにリターンを受信し、そのタイマーより前のすべては抑制される一方、新しいディスプレイはその時間より前のすべてを受信し、センターゼロがディスプレイ全体を埋めるように調整できる。これにより、1つのディスプレイには空中のすべてが表示され、もう1つのディスプレイには以前とまったく同じように地上の地図が表示されることになる。最初の実験システムは5月27日にモスキートをターゲットとして飛行した。モスキートはディスプレイにはっきりと表示され、ディスプレイの写真は大きな興奮を引き起こした。[ 42 ]
写真が爆撃機軍団副司令官ロバート・ソーンビーの机に届くと、彼は直ちに航空省にメッセージを送り、可能な限り迅速に設置するよう要求した。新しいディスプレイは、正式名称タイプ182とされ、「マウストラップ」という愛称で呼ばれ、1943年8月までに組み立てラインに乗せられた。この時点で、チームは、マウストラップという名前は近々行われる秘密任務の名前であるため、その名前の使用を直ちに中止するよう要求するメッセージを受け取った。[ a ]正式には「フィッシュポンド」という新しい名前が割り当てられ、この選択は7月9日のチャーチルからの電報で正式に決定された。最初の運用部隊は1943年10月に就役し、1944年の春までには、爆撃機軍団の航空機のほとんどがこれを搭載していた。[ 42 ]試作モデルは200機生産され、その後、若干改良されたバージョンであるタイプ182Aが導入された。このバージョンでは、範囲が26,000フィート（7,900メートル）に固定されていたが、その副作用として、航空機がこの高度より下を飛行すると、ディスプレイ上で地面がノイズの輪として表示された。[ 43 ]
タイプ182のディスプレイは通常、航法士の席ではなく、無線通信士の席に設置されていた。これにより、目標を発見した際の通信が簡素化されるとともに、航法士の作業負荷が軽減された。無線通信士は乗員と容易に通信したり、他の航空機にメッセージを送信したりできた。爆撃機編隊内の他の航空機が優れた応答を示すため、通常は多数の点滅が見られた。これらの点滅はすべてほぼ同じ経路を飛行していたため、ディスプレイ上ではほぼ静止したままであり、敵戦闘機は応答パターン内で動き回る点として容易に識別できた。[ 44 ]点滅が爆撃機に接近していると疑われる場合は、機首方位を変更して点滅が追尾してくるかどうかを確認し、追尾してきた場合は直ちに防御機動を開始した。[ 45 ]
レーダーの解像度は、使用する波長とアンテナのサイズによって決まります。H2S の場合、アンテナのサイズは爆撃機の砲塔の開口部によって決まり、10 cm の波長と組み合わせると、8 度の弧の解像度が得られました。これは、地図作成目的にも、沿岸軍が潜水艦の司令塔を容易に探知したいという要望にも、はるかに粗いものでした。1943年2 月 6 日、 3 cm で動作するX バンドバージョンの電子機器の開発が始まりました 。これにより、同じアンテナを使用した場合、解像度が 3 度に向上します。爆撃機軍に優先権が与えられたため、沿岸軍は 1.25 cm で動作するはるかに高度な ASV システムの仕様を作成することで対応しました が、これは終戦までに完了しませんでした。[ 46 ]
3 cm マグネトロンの開発は しばらく前から進められており、そのような装置を備えた AIS ユニットは、 1942 年という早い時期にRAF デフォードのボーイング 247 -D、DZ203の機首に取り付けられていた。この航空機は元々、米国製の AI レーダーのテストのためにカナダ国防研究委員会から提供されたもので、それ以来、AI、ASV、H2S のいくつかのバージョンの開発に広く使用されてきた。[ 47 ]ジョージ・ビーチングはスターリングに H2S を取り付ける任務を与えられており、1943 年初頭にボーイングに取り組んでいたハーバート・スキナー の AI グループから 3 cm マグネトロンを1 つ入手することに成功した。彼は 1943 年 3 月 7 日、ベンチトップ セットの H2S 電子機器でそれを動作させ、その後すぐにスターリングN3724に取り付けて3 月 11 日に初飛行を行った。テストの結果、このユニットは射程が非常に短く、高度10,000フィート（3,000メートル）以上では効果的に使用できないことが判明した。既存の10cmセットを運用中の航空機に取り付ける必要があったため、さらなる作業は遅れた。 [ 48 ]
爆撃機司令部は、1943年8月23/24日、8月31/9月1日、9月3/4日の夜にベルリンへの一連の大規模空襲を開始した。 [ 49 ]これらの任務ではH2Sはほとんど役に立たないことが判明した。都市が大きすぎて、特徴を識別するのが非常に困難だった。[ 49 ] 9月5日、サワードはH2Sチームを訪れ、ベルリン上空でのH2SのPPI表示の写真を見せた。爆撃中に使用された10マイル（16km ）のレンジ設定では、反射波が表示全体を覆い、航行するための大きな物体の明確な輪郭がなかった。これはハンブルク上空での優れた結果を考えると驚きだった。この問題に対処する方法についてTRE内のチーム間で多くの議論があった後、9月14日にチームはXバンドで動作するH2Sの公式バージョンの開発に着手した。[ 49 ]
この頃には、アメリカのMIT放射線研究所もこの戦いに加わっていた。彼らは直接3cm 波長に移行することを決定し、その装置をH2Xと呼んだ。1943年10月までに、それはアメリカの爆撃機に搭載されていた。6月までに、イギリスでは、独自の3cm H2S装置の開発を続けるか 、入手可能になったときにアメリカの装置を使用するかについて議論が続いていた。既存のH2S Mark II装置をXバンドに改造し、アメリカは 代わりに3cm ASVに取り組むべきだという提案がなされた。これに続いて、6月7日の会議で、TREの経営陣は 年末までに3個飛行隊の3cm H2Sを強く求めることを決定した。ラヴェルのチームは、これは基本的に不可能だと考えた。代わりに、彼らは10月末までにパスファインダー部隊のランカスターに装備する合計6セットを製造および設置するという秘密の計画を立てた。[ 50 ]
H2S Mark III として知られるようになった装置の開発は続けられ、1943 年 11 月 18 日/19 日の夜にベルリン上空で実験装置が初めて使用された。Mark I 装置を使用した最初の任務と比較すると、Mark III を使用した結果は「非常に優れている」と評された。[ 51 ] Mark III は急遽生産され、12 月 2 日に初めて実戦で使用された。[ 52 ]
この時点から戦争終結まで、マークIIIは爆撃機部隊の主力となり、さまざまなバージョンが導入された。最初の改良は、順序がずれたマークIIIBで、IICモデルから距離補正されたタイプ184ディスプレイユニットを追加したが、ロール安定化機能がなかった。安定化機能は、次に運用されたバージョンであるマークIIIAで追加された。新しい6フィート（1.8m ）の「ワールリギグ」スキャナがマークIIIAに追加されてマークIIICが作られ、より高出力のマグネトロンを備えたオリジナルのスキャナがマークIIIDを作った。磁気偏向を使用するタイプ216ディスプレイは、量産がはるかに容易であったため、オリジナルのIIIAに追加されてマークIIIEが作られ、ワールリギグが同じユニットに追加されてマークIIIFが作られた。[ 29 ]
1944年半ばまでに、ヨーロッパでの戦争は明らかに最終段階に入りつつあり、RAFはタイガーフォース部隊による日本への攻撃開始の計画を立て始めた。これらの航空機には目標設定と長距離航法の両方が必要となるため、初期のマークIIユニット用の改造システムが導入された。非安定化IICユニットをベースにしたマークIIIGは、 他のマークIIIシステムと同様に、3cm運用用の新しいマグネトロンと受信機を使用した。主な目的は、爆撃照準ではなく、長距離航法に使用することであった。最終型のマークIIIHは、タイプ216ディスプレイを備えたIIIGであった。[ 29 ]
1943年にH2Sが配備される前は、ドイツ軍に紛失される可能性があったため、使用するかどうかについて激しい議論があった。結果的に、それはほぼすぐに起こった。2回目の戦闘任務である1943年2月2日から3日の夜のケルン空襲で、H2Sを搭載したスターリングの1機が、フランク中尉とゴッター軍曹の乗組員によってロッテルダム近郊で撃墜された。 [ 53 ]この装置はすぐにヴォルフガング・マルティーニの技術者の注意を引き、彼らはPPIディスプレイを除くすべてを回収することに成功した。[ 54 ]
この装置を「ロッテルダム装置」と名付け、この装置を利用するために結成されたグループが、1943年2月23日にベルリンのテレフンケンのオフィスで初めて会合を開いた。 [ 54 ] [ b ] 2番目の例もPPIが破壊された状態で3月1日に鹵獲されたが、皮肉なことに、テレフンケンのオフィスを攻撃して大きな損害を与え、その過程で最初の例を破壊したグループの一部であった爆撃機から鹵獲された。[ 18 ]
ラヴェルによれば、第二乗組員の生存者への尋問で以下のことが明らかになった。
我々の手に渡った装置にはディスプレイユニットが欠けていたが、捕虜の尋問により、この装置は飛行する領域をスキャンするため、標的を探すために使用されていることが明らかになった。[ 18 ]
独自のディスプレイと組み合わせたセットが、ベルリンのフンボルトハイン高射砲塔に再組み立てされた。起動すると、ディスプレイに街の鮮明な画像が現れ、ヘルマン・ゲーリングを大いに困惑させた。すぐに採用された対策は、街の周囲に小型のコーナーリフレクターを設置することで、湖や川など、通常は何も映らない場所に明るいスポットをディスプレイ上に作り出すことだった。必要な角度精度でリフレクターを製造することは困難な問題であることが判明し、正しい画像を生成するためにそれらを正しい位置に維持することも困難だった。[ 55 ]
マグネトロンの基本概念はすぐに理解されたものの、システム全体の多くの詳細は謎のままであり[ 56 ]、それを使って完全なレーダーシステムを構築するには時間がかかることも認識されていた[ 18 ] 。そのため、当面は地上設置型の妨害装置と、夜間戦闘機がマイクロ波信号を追尾できるようにする検出器に「緊急優先」 [ 57 ]を課した[ 58 ] 。この開発は、ロッテルダム装置が文字通り空から落下する直前にドイツの電子産業がマイクロ波の研究を中止するという決定を下したため遅れた。もう1つの深刻な問題は、イギリスの受信機設計の鍵となる適切な結晶検出器が不足していたことである[ 54 ] 。
いくつかの妨害システムが試された。最初のシステムは、シーメンス社が開発した「ローデリヒ」として知られている。[ 59 ]これは、地上に向けて設置された塔の送信機を使用し、地上からの反射によって信号が空間に広がり、H2S受信機で受信される仕組みだった。ローデリヒの送信は、H2Sアンテナの走査速度とほぼ同期しており、風車のようなパターンが現れ、パルス間の地面が見えにくくなっていた。しかし、マグネトロンの出力はわずか5Wで、非常に短距離だった。効果が低く、1944年に放棄された。別のシステムである「ローランド」は50Wのクライストロンを使用していたが、これも失敗とみなされ、1945年3月頃に放棄された。クライストロンをベースとした別のシステムである「ポストクライストロン」は、ライヒスポスト社が設計し、ロイナ周辺に配備された。[ 57 ]
2 つの探知システムが発注されました。1 つは基本的に高周波受信機のみのシンプルな受動システムで、Naxosとなりました。もう 1 つは、独自のマグネトロンを局部発振器として使用する、はるかに高感度なシステムで、 Korfuとして知られています。どちらも受信機に水晶検出器が必要で、それらを開発するための緊急プログラムが開始されました。これらは数か月で納入が開始されましたが、大量生産が困難で、現場では非常に壊れやすいことが判明しました。[ 58 ]このため、 Funkgerät (FuG) 350 Naxos レーダー探知機の入手可能性は、運用可能な少数の例に限定され、これによりルフトヴァッフェの夜間戦闘機は H2S の送信を追尾することができました。[ 1 ]同じ機器の AU バージョンは、U ボートがマイクロ波周波数の ASV を検出できるようにするために使用されました。[ 60 ]
RAFは1944年の春までNaxosの存在を知らなかったが、その頃、ドイツ軍がH2S探知機を開発したことを示唆する複数の情報報告があった。この時点では、ドイツ軍が運用していた探知機はわずか数十個だったが、これらの報告によって、H2Sの支持者とOboeのような英国製の航法システムの支持者との間で長年続いていた議論が再燃した。これは爆撃機部隊の損失が増加した時期と重なり、このシステムを放棄すべきだという声が上がった。この問題は数ヶ月にわたって議論された。[ 18 ]
この問題は最終的にサワードの研究によって解決された。彼は、ナクソス島時代の損失は実際には低く、出撃の4%から2%に減少したと指摘した。この減少はフィッシュポンドの導入と一致していた。[ 61 ]サワードは次のように結論付けた。
ナクソス島がドイツにとって最も価値があるのは、我々のH2Sの使用を阻止、あるいは少なくとも制限するためのプロパガンダ兵器としてかもしれない。[ 62 ]
1944年7月、第7飛行隊/第2夜間戦闘航空団のJu 88G-1が着陸ビーコンを誤って飛行し、誤ってRAFウッドブリッジに着陸した。乗員は装備を破壊する前に逮捕され、イギリスの研究者に最新型のリヒテンシュタインSN-2 VHF帯レーダー、フレンスブルクレーダー探知機、FuG 25aエルストリングIFF装置を提供した。[ 63 ]乗員の尋問により、フレンスブルクシステムがRAF爆撃機のモニカレーダーの電波を検出し、ホーミングシステムとして使用されていたことが明らかになった。ナクソスは搭載されておらず、乗員はホーミングシステムとしてではなく、初期警戒にのみ使用されていたと述べた。 [ 62 ]これは関係者全員にとって大きな安堵となった。モニカはすでにほとんどの航空機でフィッシュポンドシステムに置き換えられつつあり、モニカを搭載した航空機はそれをオフにするように指示されていた。H2Sは戦争の残りの期間使用され続けた。[ 64 ]
イギリスの技術者が予測した通り、ドイツ軍がマグネトロンレーダーの開発を完了するのに2年かかった。1945年初頭に最初に運用されたのはFuG 240 Berlinで、イギリスのAI Mark VIIIによく似たAIレーダーだった。この頃にはドイツは敗戦寸前で、Berlinは実戦投入されることはなかった。少数が試験的に搭載され、そのうちの1つは撃墜されたJu 88でRAFに鹵獲された。[ 26 ]同じ基本システムから開発された他のいくつかのレーダーも導入されたが、実戦投入は限定的か、全く行われなかった。この時期にドイツ軍が成し遂げた進歩の1つは、出力を整形するために誘電体を使用する新しいタイプのアンテナで、イギリスではポリロッドとして知られている。[ 65 ]
別の開発ラインでは、RAFはエアマイレージユニット（AMU）とエアポジションインジケーター（API）と呼ばれる一対の機械式コンピューターの開発に取り組んでおり、これらは推測航法計算を継続的に実行し、航法士の作業負荷を大幅に軽減した。これには、マークXIV爆撃照準器と同様の入力、すなわち推定風向と風速が供給され、航空機の針路と速度は航空機の計器から自動的に入力された。システムの出力は、マークXIV爆撃照準器を駆動するために使用できる可変電圧であった。[ 66 ]
Mark IV と呼ばれる開発では、H2S はこれらの電圧も読み取るように変更され、信号に比例した量だけディスプレイの中心をオフセットしました。これにより、航空機の動きが打ち消され、ディスプレイが「フリーズ」しました。初期設定ではこれらの計算は決して完璧ではなかったので、ディスプレイには通常、いくらかの残留ドリフトが発生しました。航法士は、ディスプレイのコントロールを使用してこれらの設定を微調整し、画像が完全に静止するまで調整することができました。これらの値は AMU と API にフィードバックされ、上空の風の非常に正確な測定値が生成されました。[ 67 ] Mark IVA は、より大型の旋回式スキャナを使用しました。戦争が終わるまでに、それらは入手できませんでした。[ 68 ]
戦時中のマグネトロンと受信機の設計のさらなる改良により、さらに短い波長を使用できるようになり、1943年の夏には1.25cmのKバンド で動作するバージョンの開発を開始することが決定されました。これはXバンドバージョンよりも解像度を2倍以上向上させるものであり、特に低空爆撃用のシステムとして興味深いものでした。低空爆撃では、短い局所的な地平線によってディスプレイに表示される領域が制限され、特定の建物などの小さな物体に対する誘導が必要となるためです。[ 69 ]
この解像度の向上により、K バンド システムでは、アンテナのサイズを半分にすることで X バンド システムと同じ解像度が得られるという結論に至った。このようなアンテナはモスキートに搭載可能であり、28 インチ (710 mm)スキャナの開発が始まった。モスキートはすでにピンポイント目標指示機として広く使用されており、H2S を搭載することでその能力がさらに向上する。1944 年 2 月 22 日、開発グループは、すべてのランカスターに Mark IV を迅速に搭載し、より高い精度が必要な場合は、X バンドのワーリギグ、またはより小型のアンテナを備えた K バンドのいずれかを開発することを提案した。[ 69 ]しかし、代わりに、両方を行うよう命令された。[ 70 ]
Kバンドの作業は「ライオンテイマー」と名付けられた。[ 70 ]基本機器の最初のテストは1944年5月8日にビッカース・ウェリントンで行われ、ランカスターND823は試作型マークVIを搭載して6月25日に飛行した。しかし、6月16日の会議では、Kバンドセットの通信範囲が良好ではなく、米国でのテストでは高度10,000フィート（3,000メートル）から10マイル（16キロメートル）しか到達しなかったことが指摘された。さらに、生産は大規模納入の準備ができておらず、ディーが述べたように、「現在の100台のH2SマークVI機器の計画は、信仰の表明とみなされるべきである」[ 71 ]
ライオンテイマー計画の一環として、いくつかの新機能が追加された。Kバンド信号の解像度が大幅に向上したため、旧型のディスプレイに表示されるドットが大きすぎて両側の詳細が重なってしまうことから、新しいディスプレイが必要となった。解決策として、セクタースキャン機能を備えたタイプ216ディスプレイが採用された。これにより、オペレーターは8つの方位図の1つを選択し、ディスプレイはそのセクターのみを表示するように拡大することができた。このディスプレイは、実質的に解像度を2倍にした。[ 72 ] 一方、航空航法用の新しい機械式コンピュータの開発は順調に進んでいた。マークVIはこれらのシステムに接続できるようにすべきだと決定された。最終的に、これらの変更はすべて提案されたマークVIIIに統合された。[ 35 ]
1944年の晩夏、ノルマンディー上陸作戦後の作戦が行き詰まるにつれ、戦車などの戦術目標を探知するためにKバンドシステムを使用することへの関心が再び高まった。ランカスターJB558には6フィートのスキャナーとKバンドセットが搭載され、 1944年12月から1,000～2,000フィート（300～610メートル）の低高度で試験が開始された。結果は「即座に驚異的」で、ディスプレイには個々の建物、道路、鉄道、さらには小さな川の高画質画像が表示された。[ 73 ]
より小型の3フィートスキャナーを用いた同様の実験は、この役割ではあまり成功しなかった。12月16日の会議で、6フィートスキャナーを搭載したランカスターと3フィートスキャナーを搭載したモスキートで進めることが決定された。これは、当初パスファインダー部隊に搭載される予定だったKバンド機器が、代わりにこれらの航空機で使用されることを意味した。パスファインダー部隊には代わりにマークIIIF Xバンド機器が支給された。[ 74 ]
結局、戦争が終わる前に準備が整っていたのはモスキートだけで、パスファインダー部隊のために合計3回の目標マーキング作戦を実行した。戦争が終わり、レンドリース計画も終了すると、Kバンドマグネトロンの入手は不可能になった。さらに、高高度試験では、雲の中で信号が消えることが確認された。この観測結果は後に気象レーダーシステムの開発につながるが、それまでの間、このシステムは実用的ではなかった。[ 75 ]航空省のレーダー部長は、安全保障上の理由から、Kバンドシステムに関するすべての作業を禁じることを決定した。[ 76 ]
システムの航法面をさらに改善するために、H2D と呼ばれるシステム（D は「ドップラー」の略）に関する研究が行われた。このアイデアは、地上での動きによる信号のドップラーシフトを利用して対地速度を判定できるというものだった。無風状態では、ドップラーシフトの最大値は真正面に現れるが、上空に風があると、横方向の成分によって最大値の位置が角度を変え、前方または後方の成分によって測定されたドップラー速度が対気速度計と異なってしまう。これらの測定値を航空機の対気速度と方位と比較することで、風速と風向を正確に計算できる。[ 77 ]
1944年初頭、RAFデフォード基地のウェリントンNB822で試験が開始された。この装置の感度が十分高く、トラックや列車などの地上交通がディスプレイに表示されることが明らかになった。これは、今日では移動目標指示として知られているものの最初の例であり、理論的には航空機が広範囲の目標をスキャンすることを可能にする。2機目の航空機NB823が1944年6月にこの取り組みに参加し、その後3機目（識別番号不明）が加わった。[ 78 ]
より厳密なテストにより、実験セットは航空機が3,000フィート（910m ）未満を飛行している場合にのみ実際に有用であり、最大有効探知範囲は3 ～4マイル（4.8～6.4km ）程度であることが実証されました。これらの数値を改善するための作業は遅々として進まず、[ 77 ] [ 79 ]最終的にこのプロジェクトは純粋に実験的なものに格下げされ、サービスバージョンを導入する計画はなくなりました。[ 78 ]
VEデー後、マークIIIG以前のすべてのモデルは旧式と宣言され、多くの新しいバージョンの進行中の作業は終了した。マークVIからVIIIまでのシリーズ全体に代わるものとしてマークIXが登場したが、これは基本的にE3/45ジェット爆撃機で使用するために特別に設計された3cmマークVIIIのバージョンであり、後にB3/45となり、最終的にイングリッシュ・エレクトリック・キャンベラ として登場した。[ 80 ]
外部フェアリングに既存の爆撃機に追加されていた以前の設計とは対照的に、E3/45 のレーダーは航空機の不可欠な部分として設計された。それ以外は、はるかに強力な 200 kW マグネトロンとその他多数の小さな変更を加えた、既存の Mark VIII の比較的単純なアップグレードであった。1946 年に Mark IX として EMI に契約が与えられたが、開発中に、はるかに大型の B14/46 爆撃機設計、V フォースにも装備するように修正された。これらは基本的に元のコンセプトと同一であったが、より大きな「渦巻き」反射器を使用し、Mark IXA となった。[ 80 ]より大きな渦巻き反射器とスロット付き導波管を使用することで、角度ビーム幅を 1.5 度に縮小することができ、第二次世界大戦モデルに比べて大幅に改善された。[ 81 ]
マーク IX（後にローマ数字が削除されてマーク 9 と呼ばれる）では、スキャンレートを 8、16、または 32 RPMに設定できた。[ 81 ]さらに、K バンド モデルと同様に、IX にはセクター スキャンを実行する機能があり、スキャナーの動きを制限して、完全な円を描く代わりに、より小さな角度で前後にスキャンするようにした。この場合、目的は解像度を向上させることではなく、航空機の速度がはるかに速いことを考慮すると必要となる、選択した領域の更新をはるかに迅速に行うことだった。[ 80 ]これは、レーダーが機首にあるため、いずれにせよ後方をスキャンするのが難しく、常に 60 ～ 90 度程度が遮られていた V フォースでは特に役立った。必要に応じてスキャンを 45 度に制限することは、実際には損失ではなかった。[ 81 ]
このシステムには、戦後の爆撃システムに比較的よく見られる追加機能であるオフセット爆撃を実行する機能も追加されました。作戦中に、目標がレーダーに表示されない場合があることが判明しました。このような場合、航法士は、川の湾曲部や無線塔など、近くにある視認できる特徴を選択し、それと目標との間の角度と距離を測定します。次に、選択した照準特徴がディスプレイの中心に対して適切な位置になるように航空機を誘導しようとしますが、これは決して簡単な作業ではありません。オフセット爆撃では、航法士がこれらのオフセットをディスプレイにダイヤルすることができ、ディスプレイ全体がその分だけ移動します。その後、航法士は、選択した特徴がディスプレイの中心を通過するように航空機を誘導します。これははるかに簡単に調整できます。[ 80 ]
同時期に、APIはより高度な航法爆撃コンピュータ（NBC）に置き換えられ、それがマークIXおよびグリーンサテンレーダーと組み合わされて航法爆撃システム（NBS）を形成した。グリーンサテンは風速と風向を非常に正確かつ完全に自動的に測定し、NBCが非常に高い精度で推測航法計算を実行できるようにした。これにより航法プロセスがさらに自動化され、航法士と爆撃手が別々に必要ではなくなり、一部の航空機は乗員2名のみで設計された。[ 82 ]
戦後の緊縮財政のため、開発はより遅いペースで進んだ。小型のマーク IX の飛行試験は 1950 年にアブロ リンカーンで開始され、続いて 1951 年にハンドレー ページ ヘイスティングスまたはアブロ アシュトン機でマーク IXA の飛行試験が行われた。[ 80 ] 1951 年に就役したキャンベラには間に合わなかったため、初期モデルは光学爆撃のために従来のガラス製ノーズに改造する必要があった。[ 83 ]マーク IVA は 1956 年にマーク IX が V 部隊に就役するまで運用され続けた。[ 35 ]
NBSが戦闘で初めて使用されたのは1956年で、ビッカース・ヴァリアントがカイロ空港でエジプト空軍に対して長距離攻撃を行った時だった。このシステムは、V爆撃機部隊（ヴァリアント、アブロ・バルカン、ハンドレー・ページ・ビクター）の運用期間を通じて使用され続けた。戦闘での最後の使用は、フォークランド紛争中の1982年のブラックバック作戦飛行でバルカンが使用したもので、アセンション島との往復7,000マイル（11,000km ）の飛行中、主要な航法および爆撃補助装置としてこのシステムが使用された。[ 84 ]マークIXはハンドレー・ページ・ビクターにも使用され、その最後の機体は1993年に退役した。[ 85 ]
1950年には、より高精度な通常爆撃の要求がさらに高まり、高度50,000フィート（15,000メートル）、速度500ノット（930 km/h、580 mph）で飛行する航空機から200ヤード（180メートル）の精度が求められた。これにより、 8 mm波長のQバンドで動作するバージョンが早期に検討された。1951年に実験バージョンが製作されたが、実際にはMark IXだけで十分有用であることが判明し、開発は中止された。[ 84 ]
ラヴェルより: [ 68 ]