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高角管制システム( HACS )は、イギリス海軍が 1931 年から採用し、第二次世界大戦中に広く使用されたイギリスの対空射撃 管制システムです。HACS は、既知の高度、方位、速度で飛行する標的の位置に炸裂弾を当てるために必要 な偏向を計算します。
初期の歴史
HACSは1920年代に初めて提案され、 1930年1月にHACS IがHMS Valiantに搭載されて出航した際にイギリス海軍（RN）の艦艇に搭載され始めた。[1] HACS Iには安定化装置や指揮官訓練用の動力補助装置はなかった。1935年に登場したHACS IIIは安定化装置を備え、油圧駆動で、データ伝送が大幅に改善され、HACS IIIテーブルが導入された。[2] [3] HACS IIIテーブル（コンピュータ）には、最大目標速度を350ノット（650 km/h、400 mph）に引き上げること、連続自動信管予測、偏向スクリーンの形状改善、指揮官から受信したデータの安定化を図るジャイロ入力装置など、数多くの改良が加えられた。[4] HACSは制御システムであり、外部の砲指揮装置、デッキ下の射撃管制コンピュータ、および艦船の中口径対空（AA）砲間の効果的なデータ伝送ネットワークによって可能になりました。
発達
手術
ターゲットの方位と高度は、高角指揮塔(HADT)に設置された一致測距儀であるUD4 高度計/距離計で直接測定されました。移動方向は、双眼鏡の目盛りをターゲット機の胴体に合わせることで測定されました。HACS の初期バージョンである Mk. I から IV では、ターゲットの速度を直接測定せず、ターゲットの種類に基づいてこの値を推定しました。これらの値はすべて、セルシン経由でデッキ下にある高角計算位置(HACP)の HACS に送信されました。[5] HACS はこれらの値を使用して、視線に沿ったターゲットの見かけの動きである距離速度( RN 用語では速度沿面距離とも呼ばれる) を計算しました。これは、距離速度士官が精度を評価できるように紙のプロットにも印刷されました。[6]
この計算された距離率はUD4にフィードバックされ、UD4内のプリズムを動かすモーターに動力を与えた。すべての測定値が正しければ、この動きでターゲットを追跡し、照準器の中ではターゲットが動かないように見える。[7] [8]ターゲットが明らかに動いていた場合、UD4のオペレーターは距離と高さを調整し、その際に生成された距離率を更新し、フィードバックループを作成して、ターゲットの実際の速度と方向を推定することができる。[9] [10] HACSは、ターゲットの予測方位と仰角もディレクタータワーのインジケーターに表示した。または、後の派生型では、[11] HACSはリモートパワーコントロールを通じてディレクター全体を動かして、ターゲットが見えなくなった場合でもターゲットを追跡し続けることができた。[12]
格子線で測定された角度によって、HACS の片側にある大きな円形ディスプレイ(偏向ディスプレイ)の表面の周りを金属ワイヤが回転する。高度と距離の測定値、および目標速度の推定値によって、光学系がランプの焦点をワイヤの後ろのすりガラス スクリーンに合わせ、これらの測定値に基づいて形状が変化する楕円を表示する。偏向オペレータは 2 つのコントロールを使用して、回転する金属ワイヤが交差する楕円の外縁の交差点の上に追加のワイヤ インジケーターを配置した。[13]楕円と目標方向の交差点は、砲の仰角と方向を計算するための基礎として使用された。楕円法の利点は、機械的な計算をほとんど必要とせず、基本的にリアルタイムで目標位置をモデル化するため、結果的に迅速な解決時間を実現できることであった。[14]
情報の流れ
HADTは標的の方向、距離、速度、高度、方位のデータをHACPに提供し、HACPは方向と信管タイミングの命令を銃に送ります。HACPはコンピューターが生成した距離速度と方位をHADTに送り返し、HADTとHACPの間にフィードバックループを作成します。これにより、標的が直線コースを維持している場合、コンピューターが生成した射撃管制ソリューションは時間の経過とともに正確になります。HADTは結果として生じる砲弾のバーストの精度も観察し、これらのバーストを使用して標的の速度と方向の推定を修正します。これにより、銃からHADT、さらにHACPへの別のフィードバックループが作成され、標的が直線コースを維持している場合、ソリューションの精度が再び向上します。[15] HACSによって制御されるほとんどの銃には信管設定台または信管設定トレイがあり、対空砲弾の弾頭内の時計仕掛けのメカニズムで正しい信管タイミングが設定され、砲弾が標的航空機の近くで爆発するようにしました。
ターゲットドローン
HACSは、無線操縦航空機に対して使用された最初の海軍対空砲システムであり、1933年にこれらの標的に対する最初の対空砲撃を達成しました。[16] 1936年3月、英国とイタリアの間の緊張が極度に高まっていた時期に、集中的な対空訓練中に、 6機のクイーンビー標的がイギリス海軍地中海艦隊によって破壊されました。 [17]標的ドローンに対する射撃訓練は、高価な標的を破壊する可能性を最小限に抑えるように設計された特別な砲弾を使用して行われました。[18] [19]イギリス海軍は、対空射撃訓練のメディア報道を許可し、1936年のニュース映画には射撃の映像が含まれています。[20] 1935年、イギリス海軍は夜間にHACS制御の標的航空機の射撃訓練も開始しました。[21]
タコメトリックとレーダーの追加
RNは、1941年半ばまでに、HACSに真のタコメトリック目標運動予測とレーダー測距を追加するため迅速に動いた。RNは、専用のFC AAレーダーを採用した最初の海軍であった。しかし、このシステムは、第二次世界大戦時代のすべての機械式AA射撃管制システムと同様に、依然として厳しい制限があり、1944年の非常に先進的な米国海軍（USN）Mk 37システムでさえ、1回の撃墜に平均1,000発の5インチ（127 mm）弾を発射する必要があった。[22] 1940年に、目標の速度と方向を直接計算できるアナログコンピューターであるジャイロレートユニット（GRU）がHACSシステムに追加され、 [23] HACSをタキメトリックシステムに変換しました。[24] [25]また、1940年には、レーダー測距がHACSに追加されました。[26] GRUとそれに関連するコンピュータ「ジャイロレートユニットボックス」（GRUB）は、ターゲットが水平にまっすぐ飛行しているとは想定しなくなった。GRU/GRUBは、毎秒最大6度の角速度でターゲットの速度と位置データを生成でき、これは2,000ヤード（1,800メートル）の距離で360ノット（時速670キロメートル、時速410マイル）で横切るターゲットを追跡するのに十分であった。[27]
フューズキーピングクロック
イギリス海軍の駆逐艦は、駆逐艦サイズの艦艇に適した優れた両用兵器の不足に悩まされた。戦争の大半において、駆逐艦に装備されていた4.7インチ (119 mm) 砲の最大仰角は40°であったため、急降下爆撃機の直接攻撃には対応できなかったが、そのような攻撃から他の艦艇を守るために「弾幕」や「予測射撃」を行うことはできた。[28]駆逐艦はHACSを使用せず、HACSの簡易版である信管保持時計(FKC) を使用した。 [29] 1938年以降、トライバル級以降のすべての新型イギリス海軍駆逐艦には、主砲ごとにFKCと連続予測信管設定トレイが装備された。[30]第二次世界大戦における各国海軍の経験から、急降下爆撃機は、機械式信管を使用した遠隔コンピューター予測型対空砲システムでは、コンピューターの遅延時間と光学式測距儀の最小距離のために、うまく交戦できないことが分かっている[31] [32] 。 [33]同時代の他の海軍と同様に、戦前に設計されたイギリス海軍の駆逐艦は、急降下爆撃機と交戦するための短距離速射対空砲が不足していた。
オート弾幕ユニット
オート・バラージ・ユニット（ABU）は、 283型レーダーを使用した特殊な砲術コンピュータおよびレーダー測距システムである。これは、本来対空能力を持たない主砲および副砲にコンピュータ予測とレーダー対空射撃管制を提供するために開発された。ABUは、砲に時限信管式弾を事前に装填できるように設計されており、接近する敵機を追跡し、航空機を追跡するために砲を継続的に照準し、予測された航空機の位置が事前に装填された砲弾のプリセット信管範囲に達すると、自動的に砲を発射した。[34] ABUは、HACSによって名目上制御される砲にも使用され、限定的なブラインド射撃能力を提供した。[35] [36]
戦時中の経験
1941年5月までに、イギリス海軍の巡洋艦、例えばHMS フィジーは、GRU/GRUBを備えた安定化HACS IVシステムと精密測距盤を備えた279型レーダーでドイツ空軍と交戦し、14,000ヤード先で+/- 25ヤードの精度を実現した。HMSフィジーはクレタ島の戦いで対空砲弾が尽きて沈没したが、HACS IV誘導式4インチ対空砲台が何時間もドイツ空軍の攻撃を撃退した。[37]
1941年5月、イギリス海軍の対空砲術における急速な進歩を示すため、プリンス・オブ・ウェールズは、完全なレーダー測距システムを備えたHACS IVGBと9つの対空関連火器管制レーダー（高角指揮塔（HADT）に1つずつ搭載された4つの285型レーダー、 QF 2ポンド（40mm）ポンポン砲架用の各Mk IV指揮塔に1つずつ搭載された4つの282型レーダー、および空中および水上目標用の精密測距パネルも備えた長距離281型レーダー警戒航空（WA）レーダー）を搭載して出航した。 [38]これにより、プリンス・オブ・ウェールズは当時の海軍高角対空火器管制システムの最前線に立つことになった。1941年8月と9月、プリンス・オブ・ウェールズはハルバード作戦中に優れた長距離レーダー誘導対空射撃を披露した。[39]フォースZの喪失はHACSの欠陥のせいだとよく言われるが、日本軍の攻撃範囲は航空機の数と性能の点でHACSが対処できる範囲をはるかに超えていた。対空砲火が日本軍の爆撃機を阻止できなかったのも、特殊な状況によるところが大きい。HACSはもともと大西洋の状況を念頭に置いて設計されたが、プリンス・オブ・ウェールズのAA FCレーダーはマレー海域の極度の高温多湿で機能しなくなり、2ポンド砲弾もひどく劣化していた。[40]
イギリス海軍は、1939年9月から1941年3月28日までの敵機に対する艦載対空砲火について、以下のとおり主張している。 確実な撃墜数: 234機、推定撃墜数: 116機、損害賠償請求数: 134機[41]
イギリス海軍は、1939年9月から1942年12月31日までの敵機に対する艦上対空砲火について、次のような主張をしている。[42]
- 主要軍艦（HACSまたはFKC射撃管制システムを搭載している可能性が高い艦艇）
- 確実なキル: 524
- 推定殺害数: 183
- 損害賠償請求件数: 271
- 小型軍艦および商船（ほとんどが対空射撃管制システムを備えていない）
- 確実なキル: 216
- 予想される殺害数: 83
- 損害賠償請求件数: 177
- 合計キル数: 740
- 総請求可能件数: 266
- 損害賠償請求件数合計: 448件
レーダーとマークVIディレクター
HACS は、利用可能になると一般に Type 285 を搭載したさまざまな指揮塔を使用しました。このメートル法の波長システムは、ターゲットの距離を測定できる 6 つの八木アンテナを使用しており、「ローブ スイッチング」と呼ばれる技術を使用して方位を正確に測定しましたが、高度については大まかな推定値しか得られませんでした。したがって、空中のターゲットに「ロックオン」できず、真のブラインド ファイア機能を提供できませんでした。これは、1944 年に米国海軍が英国からの技術移転を使用して高度なレーダーを開発するまで、他の海軍では実現できませんでした。この状況は、1944 年にセンチメートル法のType 275 レーダーを搭載した HACS Mark VI 指揮塔が導入されるまで改善されませんでした。もう 1 つの改善点は、リモート パワー コントロール ( RPC ) の追加です。これにより、対空砲は指揮塔に自動的に向けられ、収束射撃を可能にするために必要な方位と仰角の変更が行われました。以前は、砲手は指揮塔が砲を向ける場所を示す機械的なポインターに従わなければなりませんでした。[43]
1940年8月に使用または計画されていたHACSシステム
1940年8月改訂の文書に記載されている船舶に装備されたHACSディレクター：[44]
- HACS III: ABC 送信、15 フィート HF/RF 用 AV クレードル。Mk III テーブルを導入しました。
- HMSエイジャックス、ガラテア、アレシューザ、コベントリー、HMASホバート、シドニー、パース
- HACS III*: MarkIII に似ていますが、風防ガラスが大きく、士官用のスペースがあります。
- HMSペネロピ、サウサンプトン、ニューカッスル、マラヤ、フッド*、オーストラリア*、ネルソン*、ロイヤルソブリン*、バーハム*、レゾリューション* 、カイロ*、エクセレント(砲術訓練学校) *、リベンジ*、カルカッタ* 、カーライル*、キュラコア*、エクセター*、アドベンチャー* 、ウォースパイト*。* マークの付いた艦艇には、層に対して横揺れを安定させる装置が搭載されていました。
- HACS III*G はマーク III と同じですが、GRU と層用ロール安定装置が装備されています。
- HACS IV: MkIII に似ていますが、円形スクリーン、マグスリップトランスミッション、レイヤーのロール安定化機能を備えています。Mk IV テーブルを導入しました。
- HMSバーミンガム、シェフィールド、グラスゴー、オーロラ、リバプール、マンチェスター、グロスター、ダイドー、フィジー級、フォース、メイドストーン、レナウン、ヴァリアント、イラストリアス、フォーミダブル、アークロイヤル。
- HACS IV G: ジャイロ レート ユニットを備えた Mk IV。
- HACS IV GB: Mk IV で、GRU が装備され、敷設とトレーニングで完全に安定化され、パワー トレーニングの Keelavite システムが搭載されています。
- HMSキング・ジョージ5世、プリンス・オブ・ウェールズ、ダイドー、フィジー級。
- HACS V: 改良された設計、部分的に密閉され、高度とトレーニングのための完全な安定性。パワー トレーニングの Keelavite システム、および GRU。デュプレックス 15 フィート HF/RF。Mk IV テーブルを使用。
- HMSデューク・オブ・ヨーク、アンソン・アンド・ハウ。
- HACS V* :Mk Vと同様だが、HF/RFが1つになっており、Mk Vに比べてHF/RFが高くなっている。[45]
- HMSインドミタブル、インプラカブル、そしてインディファティガブル。
参照
参考文献
- ^ イギリス海軍における兵器管理 1935-45、Pout、第2次世界大戦におけるイギリス海軍におけるレーダーおよびその他の電子システムの応用、p87（キングスリー編集）
- ^ 付録 1「ディレクター機器の分類」については、外部リンクを参照してください。
- ^ イギリス海軍における兵器管理 1935-45、Pout、第2次世界大戦におけるイギリス海軍のレーダーおよびその他の電子システムの応用、p87,99（キングスリー編）
- ^ HACS III 操作マニュアル パート 1、パラグラフ 2 (ao)
- ^ 第二次世界大戦のイギリス機械砲術コンピュータ、ブロムリー、p19
- ^ The Gunnery Pocket Book、BR 224/45、1945年、パラグラフ429-431。外部リンクを参照
- ^ HACS III 操作マニュアル パート 2、パラグラフ 300、301
- ^ HACS III 操作マニュアル パート 1、パラグラフ 2 (a)
- ^ イギリス海軍の兵器管理 1935-45、Pout
- ^ 第二次世界大戦のイギリス機械砲術コンピュータ、ブロムリー、p22
- ^ 第二次世界大戦の海軍兵器、キャンベル、30ページ
- ^ HACS III 操作マニュアル パート 2、パラグラフ 174 (a)
- ^ The Gunnery Pocket Book、BR 224/45、1945年、第424段落。外部リンクを参照。
- ^ 第二次世界大戦のイギリス機械砲術コンピュータ、ブロムリー、p19、図18
- ^ 第二次世界大戦のイギリスの機械砲術コンピュータ、ブロムリー
- ^ 無人航空、ニューカム、p47
- ^ イギリスのエジプト防衛、1935-40年、モアウッド、P70-71
- ^ 英国ハンサード、クイーンビー航空機（射撃練習）。HC Debate07 1939年6月348巻427W欄：
- ^ 海軍レビュー、誤解を招く成功、1978年7月、ジョーンズ、バジル、p254：
- ^ HACS ターゲット練習ビデオ
- ^ ADM 186/339: 海軍砲術の進歩、1914-1936、p132。外部リンクを参照
- ^ 第二次世界大戦の海軍兵器、キャンベル、P106。このデータは、米海軍の戦時中の対空砲撃の報告に基づいているため、システムの有効性を誇張している可能性があります。
- ^ HACS III 操作マニュアル パート 1、パラグラフ 56、61
- ^ イギリス海軍における兵器管理 1935-45、Pout、p104、第2次世界大戦におけるイギリス海軍におけるレーダーおよびその他の電子システムの応用（キングスリー編集）より
- ^ 第二次世界大戦のイギリス戦艦、レイヴン＆ロバーツ、p378:
- ^ イギリス海軍の兵器管理 1935-45、Pout、p97
- ^ 第二次世界大戦の海軍兵器、キャンベル、pp. 17–18
- ^ 部族階級破壊者、ホッジス、p27
- ^ 第二次世界大戦の海軍兵器、キャンベル、p19
- ^ 部族階級破壊者、ホッジス、p27
- ^ 米海軍とイギリス海軍の砲術報告の要約。たとえば、USSエンタープライズは、 Mk 33 AAFC システムが急降下爆撃機に対して「効果がない」と報告した。USS エンタープライズ CV6/A16-3/(10-My)
- ^ アメリカ駆逐艦 - 図解設計史、フリードマン、p203:
- ^ HACS III 操作マニュアル 第 2 部
- ^ 砲術ポケットブック、第448段落
- ^ キャンベル『第二次世界大戦の海軍兵器』p16。
- ^ Victor Humphries、HMS Renown WWII: 「私は第二次世界大戦中、HMS Renown に乗艦し、RP3 レーダーの資格を持っていました。その間、私は非常に信頼性の高い ABU を操作しました。セット自体はそれほど大きくなく、CRT の直径は約 9 インチでした。画面には 2 本の緑の線が表示され、上の線は画面をまっすぐ横切り、下の線には約 1/4 インチのステップがあり、画面の左下にあるステアリング ホイールで画面を横切りました。このステアリング ホイールには小さなステアリング ホイールが付いており、大きなステアリング ホイールを動かすと、エコーの左側でステップが安定します。航空機が一定の速度で移動していることに満足したら、小さなステアリング ホイールでロックすると、ステップ ラインがエコーに近づきます。画面には 5000 ヤードのインジケーターがあり、航空機がこの範囲内に入ると、すべての銃が装填され、コックされ、発射準備が整っていることが緑色のライトでわかりました。その後は、フット ペダルを踏むだけで、10 発の弾丸が発射されました。 4.5 インチ砲を左舷または右舷に装備。航空機のエコーが一定時間ごとに下向きのエコーを発した場合 (秒数は作戦直前に決定)、それは IFF (敵味方識別) を示し、これは自機であることを意味します。IFF がなく、パイロットが無線沈黙を破らなかった場合、撃墜される可能性があります。また、長距離航空機警戒レーダー タイプ 281 があり、150 マイル離れた敵機の接近を警告し、第二次世界大戦の航空機速度では準備する時間がありました。タイプ 273 と 284 は別の話です。"
- ^ 第二次世界大戦中のレナード・チャールズ・イーデス氏の本当の体験、HMSフィジー協会より。
- ^ 英国海軍向けレーダー機器の開発、キングスリー、p383。
- ^ イギリス海軍と地中海船団。海軍スタッフの歴史、p26
- ^ 戦艦：プリンス・オブ・ウェールズとレパルスの喪失、ミドルブルック
- ^ 3月、イギリス駆逐艦、434ページ。
- ^ アメリカ海軍、対空行動概要、1942年7月から1942年12月（情報速報第22号）、281-282ページ。
- ^ イギリス海軍における兵器管理1935-45年、Pout、105-106ページ。
- ^ 付録1、ディレクター機器の分類。
- ^ キャンベルに従って FKC AAFC テーブルを使用します。
外部リンク
- HACS 制御の銃が作動しているニュース映画ビデオ 2011 年 6 月 11 日、Wayback Machineにアーカイブ
- HACS 砲が高高度爆撃機と交戦するニュース映画の映像がさらに追加されました。2011 年 6 月 5 日、Wayback Machineにアーカイブされています。
- HACS: 大失敗か、それともジャストインタイムか?
- HACS偏向スクリーンの図
- 付録1、ディレクター機器の分類
- HACS III 操作マニュアル 第 1 部
- HACS III 操作マニュアル 第 2 部
- USSエンタープライズの行動記録
- 砲術ポケットブック、BR 224/45、1945年
- レナード・チャールズ氏の実体験
- HACS III*G と Type 285 レーダーおよび MkIII テーブル
- 第二次世界大戦のイギリスの機械式砲術コンピュータ
- 海軍砲術の進歩、1914年～1936年
- イギリス海軍のスキュラ艦の砲術管制官ロバート・ヒューズ少尉の回想録