ノルデン爆撃照準器

ノルデン照準器は、スイスで教育を受けたオランダ人エンジニアで、1904年に米国に移住したカール・ノルデンによって設計されました。1911年、ノルデンはスペリー・ジャイロスコープに入社し、船舶用ジャイロスタビライザーの開発に携わりました^{[ 3 ] [ b ]}。その後、コンサルタントとして米国海軍に直接勤務するようになりました。海軍では、ノルデンは開発が完全には実現しなかった飛行爆弾のカタパルトシステムに取り組みましたが、この仕事を通して、海軍の様々な職員がノルデンのジャイロ安定化に関する専門知識を知ることになりました^{[ 4 ] 。}

第一次世界大戦の爆撃照準器の設計は急速に進歩し、最終的な開発はコース設定爆撃照準器（CSBS）であった。これは基本的に、三角形に配置された3本の長い金属片を使用して風の三角形を直接表す大型の機械式計算機であった。三角形の斜辺は、風の影響下で目標上空に到達するために航空機が飛行する必要のある線であり、CSBS以前は、これは解決困難な問題であった。ほぼすべての空軍が、CSBSの何らかのバリエーションを戦間期の標準的な爆撃照準器として採用し、アメリカ海軍はマークIIIとして知られる改良版を使用した。^{[ 5 ]}

爆撃における主要な誤差要因の一つは、爆撃照準器が真下を向くように航空機を十分に水平にすることであることが既に認識されており、水平調整のわずかな誤差でも精度に大きな誤差が生じる可能性がある。米陸軍はCSBSを採用せず、代わりに使用中に照準器を自動的に水平にする、よりシンプルな設計のEstoppey Dシリーズを使用した。海軍の実験では、これによって精度がほぼ2倍になることが示されたため、海軍は爆撃照準器にジャイロスコープ式安定装置を追加する一連の開発を開始した。Inglis （Sperryと共同開発）やSeverskyなどの新しい設計に加えて、海軍はNordenに既存のMark III設計用の外部安定装置を提供するよう依頼した。^{[ 4 ]}

CSBSや同様の設計では、風の影響を補正するために必要な適切な飛行角度を計算することができたが、それは機体から下を見下ろすことによって行われた。非常に単純な爆撃照準器はパイロットが操作できたが、その高度化に伴い、専任の操作員が必要となった。この任務は、多くの場合、前部または後部の銃手が担った。陸軍機では、銃手はパイロットの近くに座り、手信号で必要な方向調整を指示したり、パイロットの後ろに座る場合は、パイロットのジャケットに取り付けられた紐を使って指示を出したりした。

海軍初の爆撃機は大型飛行艇で、操縦士は機体の前方からかなり離れた場所に座っており、爆撃照準器を通すために機体に穴を開けることは単純にはできませんでした。そのため、爆弾は通常、機首にいる観測員によって照準されました。このため、操縦士との通信は非常に困難でした。この問題を解決するために、海軍は操縦士方向指示器（PDI）の概念を開発しました。これは、観測員が旋回方向を示すために使用する電気駆動のポインターです。爆撃手はスイッチを使用して自分のユニットのポインターを動かし、目標の方向を示し、その方向は操縦士の前のユニットにも複製されるため、操縦士はそれに合わせて機体を操縦することができました。^{[ 6 ]}

ノルデンがマークIIIにスタビライザーを取り付けようとした試み、マークIII-Aには、新しい自動PDIを開発するための別の契約も含まれていた。ノルデンは、ポインターを動かすために使用されていた電気スイッチを取り外し、爆撃照準器全体を指示器として使用することを提案した。マークIIIの照準器を構成していた細い金属線の代わりに、小型の低倍率望遠鏡が使用される。爆撃手は、目標を追跡するために望遠鏡を左右に回転させる。この動きによりジャイロが歳差運動を起こし、この信号がPDIを自動的に駆動する。パイロットは以前と同様にPDIに従う。^{[ 6 ]}

ノーデンは当初、自動PDIなしの安定化爆撃照準器の試作品を3つ納入した。テストの結果、海軍は、このシステムは作動すれば精度が向上するものの、操作が複雑で故障も多く、実際の精度は以前と変わらないことを発見した。海軍はノーデンに、この点を改善する方法について提案を求めた。海軍は依然としてPDIの開発に関心を持っており、契約は継続された。^{[ 6 ]}

ノルデンは、精度を向上させる唯一の解決策は、CSBSの風の三角形を使って計算するのではなく、地上速度を直接測定することだと提案した。投下時間を計測するために、ノルデンは他の爆撃照準器ですでに使用されていた「等距離」の概念を採用した。これは、風が短時間で劇的に変化することはないと予想されるため、地上を一定の距離移動するのに要する時間は爆撃中比較的一定に保たれるという観察に基づいている。地上に距離を正確にマークできれば、あるいは実際には空中の角度を正確にマークできれば、その距離を通過する時間を計測することで、投下時間を計測するために必要なすべての情報が得られる。^{[ 6 ]}

Norden's version of the system was very similar to the Army's Estoppey D-4 of the same era, differing largely in the physical details of the actual sights. The D-4 used thin wires as the sights, while Norden's would use the small telescope of the Mark III-A. To use the system, the bombardier looked up the expected time it would take for the bombs to fall from the current altitude. This time was set into a countdown stopwatch, and the sights were set to the angle that the bombs would fall if there was no wind. The bombardier waited for the target to line up with a crosshair in the telescope. When it did, the timer was started, and the bombardier rotated the telescope around its vertical axis to track the target as they flew toward it. This movement was linked to a second crosshair through a gearing system. The bombardier continued moving the telescope until the timer ran out. The second crosshair was now at the correct aiming angle, or range angle, after accounting for any difference between groundspeed and airspeed. The bombardier then waited for the target to pass through the second crosshair to time the drop.^[6]

In 1924, the first prototype of this design, known to the Navy as the Mark XI, was delivered to the Navy's proving grounds in Virginia.^[6] In testing, the system proved disappointing. The circular error probable (CEP), a circle into which 50% of the bombs would fall, was 34 meters (110 ft) wide from only 910 meters (3,000 ft) altitude. This was an error of over 3.6%, somewhat worse than existing systems. Moreover, bombardiers universally complained that the device was far too hard to use.^[7] Norden worked tirelessly on the design, and by 1928, the accuracy had improved to 2% of altitude. This was enough for the Navy's Bureau of Ordnance to place a US$348,000 contract (equivalent to $6.53 million in 2025) for 80 production examples.^[7]

ノーデンは、対立的で気性の荒い性格で知られていた。彼はしばしば16時間働き、そうでない人を軽蔑していた。海軍士官たちは彼を「ダイナマイト老人」と呼ぶようになった。^{[ 4 ]}開発中、海軍はノーデンに、ビジネス面を担当するパートナーを見つけて、ノーデンはエンジニアリング面の開発に専念できるようにすることを検討するよう求めた。彼らは、第一次世界大戦中にガスマスクの製造責任者を務めた元陸軍大佐のセオドア・バースを推薦した。バースはノーデンに欠けていた魅力、外交手腕、そしてビジネスセンスを備えていたため、この組み合わせは完璧だった。二人は親しい友人となった。^{[ 3 ]}

1927年12月、米国陸軍省は、まもなく新しいダムの水中に沈む予定のノースカロライナ州のピーディー川にかかる橋を標的訓練に使用する許可を得た。キーストーンLB-5爆撃機を装備した第1臨時爆撃飛行隊は、5日間にわたって橋を攻撃し、好天の下、1日に20回の出撃を行い、高度6,000 ～8,000フィート（1,800～2,400メートル）で攻撃を行った。この大規模な攻撃の後、最終日に橋の中央部分がついに崩落した。しかし、この作戦全体は、実際的な意味では明らかに失敗であった。^{[ 8 ]}  

作戦が実施されていたのとほぼ同時期に、ジェームズ・フェシェット将軍がメイソン・パトリック将軍に代わってアメリカ陸軍航空隊司令官に就任した。彼は試験結果の報告を受け、1928年1月6日、ライトフィールドの資材部長であるウィリアム・ギルモア准将に長文の覚書を送り、次のように述べた。

爆撃機の破壊任務遂行能力は、正確で実用的な爆撃照準器にほぼ完全に依存しているため、精密な爆撃照準器の重要性をいくら強調しても強調しすぎることはない。^{[ 9 ]}

彼はライトで当時使用されていたすべての爆撃照準器と「海軍の最新設計」に関する情報を要求した。しかし、マークXIは極秘だったため、ギルモアはフェシェがノーデンを指していることに気づかなかった。ギルモアは、セベルスキーC-1の改良版であるC-3の25機と、イングリッシュL-1として知られる新設計の試作機6機の契約書を作成した。L-1は実用化されず、イングリッシュは後にセベルスキーが改良版C-4を設計するのを支援した。^{[ 10 ]}

陸軍全体がマークXIの存在を知ったのは1929年のことで、最終的に1931年に実機を購入することができた。陸軍の試験結果は海軍の経験と同様で、ジャイロ安定化は機能し、照準器も正確だったが、使用するには「あまりにも複雑すぎる」ことがわかった。^{[ 7 ]}陸軍は既存の試作機のさらなる改良版に注目し、古いベクトル爆撃照準器機構を、適切な投下角度を測定する新しい同期方式に置き換えた。^{[ 11 ]}

Mk. XI が最終設計段階に近づいている間に、海軍は陸軍が同期式爆撃照準器を開発しようとしていることを知り、ノルデンに設計を依頼した。ノルデンは当初、これが実現可能だとは確信していなかったが、海軍は粘り強く、1929 年 6 月に開発契約を提示した。^{[ 12 ]}ノルデンはチューリッヒにある母親の家に引きこもり、1930 年に動作する試作品を持って戻ってきた。海軍の爆撃照準器開発責任者であるフレデリック・エントウィッスル中尉は、これを革命的だと評価した。^{[ 3 ]}

新型のマーク XV は、1931 年夏に量産品質で納入された。試験では、以前の Mk. XI 設計のすべての問題を解消することが証明された。試作機は高度1,200 メートル (4,000フィート)からCEP 11 メートル (35フィート)を達成したが、最新の量産型 Mk. XI でさえ17 メートル (55フィート)であった。^{[ 13 ]}より高い高度では、80 回の爆撃で CEP 23 メートル (75フィート)が実証された。^{[ 3 ]} 1931 年 10 月 7 日の試験では、Mk. XV は静止目標であるUSSピッツバーグに爆弾の 50% を投下したが、同様の Mk. XI 搭載機は爆弾の 20% しか命中しなかった。^{[ 14 ]}    

さらに、新しいシステムは操作が劇的に簡単だった。照準システムで目標を見つけた後、爆撃手は爆撃中ずっと2つの制御ホイールを使って微調整するだけでよかった。外部計算、参照表、事前測定は必要なく、すべては内部のホイールとディスクの計算機によって自動的に実行された。計算機は解決策に落ち着くのに短時間しかかからず、セットアップは最短で6秒だった。これは、Mk. XIが対地速度を測定するのに必要な50秒と比べて短い。^{[ 3 ]}ほとんどの場合、爆撃はわずか30秒で済んだ。^{[ 15 ]} 

この成功にもかかわらず、この設計にはいくつかの深刻な問題も存在した。特に、ジャイロスコーププラットフォームは、使用前に複数の水準器を使用して水平に調整する必要があり、その後、精度を確認するために繰り返し再調整する必要があった。さらに悪いことに、ジャイロの可動範囲には制限があり、飛行機が大きく傾くとジャイロは限界に達し、最初から再調整する必要があった。これは、強い乱気流によっても起こり得た。ジャイロがずれていることが判明した場合、水平調整手順には最大8分かかった。その他の小さな問題としては、ジャイロスコープを駆動する直流電気モーターのブラシがすぐに摩耗し、装置の内部全体に炭素粉塵が残ること、および制御ノブの位置により、爆撃手は一度に左右または上下の照準しか調整できず、両方を同時に調整できないことなどがあった。しかし、これらの問題にもかかわらず、Mark XVは他のどの設計よりも優れていたため、海軍は生産を命じた。^{[ 16 ]}

カール・L・ノーデン社は1931年に設立され、専用供給契約に基づいて照準器を供給した。事実上、同社は海軍の所有であった。1934年、新たに設立された陸軍航空隊の調達部門であるGHQ空軍も、爆撃機用にノーデン社製の照準器を選定し、M-1と呼んだ。しかし、専用供給契約のため、陸軍は海軍から照準器を購入しなければならなかった。これは軍種間の競争上の理由から厄介なだけでなく、航空隊の高速爆撃機は設計にいくつかの変更を要求し、特に爆撃手がセットアップする時間をより長く確保するために照準望遠鏡をさらに前方に向けられるようにする必要があった。海軍はこれらの変更に興味がなく、生産ラインに組み込むことを約束しなかった。さらに悪いことに、ノーデン社の工場は海軍の需要だけでも対応に苦慮しており、1936年1月、海軍は陸軍への出荷をすべて停止した。^{[ 17 ]}

Mk. XV には当初、以前の Mk. XI と同じ自動 PDI が搭載されていました。実際には、パイロットが爆撃照準器の精度に見合うほど機体を安定させるのは非常に困難であることがわかりました。1932 年に始まり、その後 6 年間断続的に進められた^{[ 13 ]} Norden は、爆撃照準器に取り付ける機械式自動操縦装置である安定化爆撃進入装置 (SBAE) を開発しました。^{[ 18 ]}しかし、これは機体を単独で操縦できないという意味で真の「自動操縦装置」ではありませんでした。SBAE に対して爆撃照準器を回転させることで、SBAE は風や乱気流を考慮し、人間のパイロットよりもはるかに正確に爆撃ルートに機体を進入させるために必要な適切な方向転換を計算することができました。爆撃照準器自体に必要なわずかな改良により、陸軍が M-4 モデルと呼ぶものが生まれました。

1937年、陸軍はノルデンの供給問題が続く中、再びスペリー・ジャイロスコープ社に解決策を求めて相談した。同社の初期モデルはどれも信頼性に欠けていたが、この期間を通して設計の改良を続け、多くの問題に対処してきた。1937年までに、オーランド・エスヴァルはノルデンの7,200 RPMに対し、30,000 RPMで回転する新しい交流電源式電気ジャイロスコープを発表し、慣性プラットフォームの性能を劇的に向上させた。三相交流電源と誘導ピックアップの使用によりカーボンブラシが不要になり、設計がさらに簡素化された。カール・フリッシュはプラットフォームを自動的に水平にする新しいシステムを開発し、ノルデンで必要だった時間のかかる作業を不要にした。二人は協力して新しい設計に取り組み、方位の変化に対応するために2つ目のジャイロを追加し、その結果をスペリーS-1と名付けた。ノルデンの既存の供給分は引き続きアメリカ陸軍航空隊のB-17に供給され、S-1は第15空軍に送られるB-24Eに装備された。^{[ 17 ]}

B-17の一部には、単純な方位のみの自動操縦装置であるスペリーA-3が装備されていた。同社はまた、3方向すべてで安定化する全電子式のA-5モデルの開発にも取り組んでいた。1930年代初頭までに、A-5はさまざまな海軍機で使用され、非常に高い評価を得ていた。スペリーは、S-1爆撃照準器の出力をA-5自動操縦装置に接続することで、M-4/SBAEに似たシステムを開発したが、その反応速度ははるかに速かった。S-1とA-5の組み合わせは陸軍に非常に感銘を与え、1941年6月17日、陸軍は186,000平方メートル^（200万平方フィート）の工場の建設を承認し、「今後、爆撃機のすべての生産モデルにはA-5自動操縦装置を装備し、Mシリーズ[ノルデン]爆撃照準器またはS-1爆撃照準器のいずれかを設置できる規定を設ける」と記した。^{[ 19 ]}    

1938年までに、ノルデンに関する情報はイギリス空軍の指揮系統を伝わり、組織内で広く知られるようになった。イギリスは自動爆撃照準器として知られる独自のタキメーター式爆撃照準器を開発していたが、1939年の戦闘経験から安定化の必要性が明らかになった。安定化自動爆撃照準器（SABS）として開発が進められていたが、早くても1940年、おそらくそれ以降まで実用化されないだろう。しかも、ノルデンのような自動操縦装置を備えていなかったため、穏やかな気流以外ではノルデンの性能に匹敵することは困難だった。ノルデンの入手が主要な目標となった。^{[ 20 ]}

1938年春のRAFの最初の試みは、アメリカ海軍によって拒否された。RAF爆撃機司令部を指揮していたエドガー・ラドロー＝ヒューイット空軍元帥は、航空省の対応を要求した。彼らはワシントン駐在のイギリス航空武官ジョージ・ピリーに手紙を書き、アメリカ陸軍にSABSとの情報交換を提案するよう勧めた。ピリーは、すでにこの件について調査済みであり、アメリカ陸軍はアメリカ海軍が所有する装置の使用許可権を持っていないと伝えられたと返答した。7月に墜落したダグラス・エアクラフト社の爆撃機にフランスの航空観測員が搭乗していたことが判明し、ルーズベルト大統領が外国との情報交換をこれ以上行わないと約束せざるを得なくなったことで、この問題はさらに悪化した。^{[ 21 ]}

6か月後、1939年3月8日に米海軍航空局の指導部が交代した後、ピリーは再び米海軍にノルデンについて問い合わせるよう指示され、今回はイギリス製の動力式砲塔の提供で取引を強化した。^{[ 21 ]}しかし、ピリーはノルデンが技術的な問題であると同時に政治的な問題にもなっており、その相対的な利点が毎週議会で公に議論されている一方で、米海軍はノルデンを「アメリカ合衆国で最も厳重に守られた秘密」と言い続けていることに懸念を示した。^{[ 22 ]}

1939年4月13日、ピリーがフォート・ベニングで行われた航空デモンストレーションに招待されたことで、イギリス空軍の願望はさらに強まった。そのデモンストレーションでは、戦艦の輪郭がペイントされた標的が攻撃目標とされていた。

1時27分、皆がまだ空でB-17を探している間に、6発の300ポンド（140kg ）爆弾が突然戦艦の甲板上で一瞬の間隔で炸裂し、誰かが12,000フィート（3,700m ） でB-17を発見したのはそれから少なくとも30秒後のことだった^{[ 23 ]。} 

続く3機のB-17も目標を攻撃し、その後、12機のダグラスB-18ボロが地上に描かれた別の550m × 550m （600ヤード× 600ヤード）の正方形の中に爆弾のほとんどを投下した。 ^{[ 23 ]}      

航空局内の経営陣の交代により、米海軍はイギリスの申し出に友好的になったが、設計図を公開するために必要な政治的闘争に挑む者はいなかった。海軍幹部は、ノルデンをRAFに渡すとドイツの手に渡る可能性が高まり、米艦隊が危険にさらされるのではないかと懸念していた。英国航空省はピリーへの圧力を強め続け、ピリーは最終的に、自分には成功の道はないと述べ、唯一の道は外務省の最高外交ルートを通すことだと示唆した。この方向での最初の調査も拒否された。ノルデンの結果が自国の爆撃照準器の3～4倍優れているという報告があったとき、航空省は条件を良くしようと、レーダーに関する情報を提供する代わりに提供すると提案した。これも拒否された。^{[ 24 ]}

この件は最終的にネヴィル・チェンバレン首相の耳にも入り、チェンバレンはルーズベルト大統領に個人的にノーデンを要求したが、これも拒否された。^{[ 24 ]}これらの拒否の理由は技術的なものよりも政治的なものであったが、米海軍の機密保持の要求は確かに重要であった。彼らは、基本概念が周知の事実であり、ドイツ軍の手に渡っても問題にならないことをイギリスが証明できた場合にのみ設計を公開すると繰り返した。イギリスは、試作機にさまざまな自爆装置を搭載することを申し出た後でも、彼らを説得することはできなかった。^{[ 24 ]}

1939年の冬には、この状況は改善されたかもしれない。その頃、ノーデンに関する記事がアメリカの大衆紙に多数掲載され、その基本的な仕組みがかなり正確に説明されていた。しかし、これらの記事がアメリカ陸軍航空隊の報道陣によるものだと判明すると、アメリカ海軍は激怒した。ノーデンが公の場に出たことを認めるどころか、ノーデンに関するあらゆる議論は即座に封じ込められた。このため、イギリス航空省とイギリス海軍は、特に新しいASDICシステムなど、自国の開発成果を共有することを検討する際、ますます反米的な態度をとるようになった。その結果、1940年までに科学交流の状況は完全に膠着状態に陥った。^{[ 24 ]}

行き詰まりを打開する方法を探るため、ヘンリー・ティザードはアーチボルド・ヴィヴィアン・ヒルを米国に派遣し、米国の技術力を調査させて、米国がどのような技術を交換する意思があるかをより正確に評価しようとした。この取り組みは、 1940年8月下旬の有名なティザード使節団につながる道の始まりとなった。 ^{[ 25 ]}皮肉なことに、使節団が計画された時点で、ノルデンは協議対象リストから削除されており、ルーズベルト大統領は、これは主に政治的な理由によるものだと個人的に指摘した。最終的に、ティザードは米国に設計図の公開を説得することはできなかったものの、将来公開された場合に英国の爆撃機に容易に搭載できるよう、外形寸法と取り付けシステムの詳細に関する情報を要求することができた。^{[ 26 ]}

The conversion of Norden Laboratories Corporation's New York City engineering lab to a production factory was a long process. Before the war, skilled craftsmen, most of them German or Italian immigrants, hand-made almost every part of the 2,000-part machine. Between 1932 and 1938, the company produced only 121 bombsights per year. During the first year after the Attack on Pearl Harbor, Norden produced 6,900 bombsights, three-quarters of which went to the U.S. Navy.^[3]

When Norden heard of the U.S. Army's dealings with Sperry, Theodore Barth called a meeting with the U.S. Army and U.S. Navy at their factory in New York City. Barth offered to build an entirely new factory just to supply the U.S. Army, but the U.S. Navy refused this. Instead, the U.S. Army suggested that Norden adapt their sight to work with Sperry's A-5, which Barth refused. Norden actively attempted to make the bombsight incompatible with the A-5.

It was not until 1942 that the impasse was finally solved by farming out autopilot production to Honeywell Regulator, who combined features of the Norden-mounted SBAE with the aircraft-mounted A-5 to produce what the U.S. Army referred to as "Automatic Flight Control Equipment" (AFCE);^[19] the unit would later be redesigned as the C-1. The Norden, now connected with the aircraft's built-in autopilot, allowed the bombardier alone to fully control minor movements of the aircraft during the bombing run.

By May 1943 the U.S. Navy was complaining that they had a surplus of devices, with full production turned over to the USAAF. After investing more than $100 million (equivalent to $2 billion in 2025) in Sperry bombsight manufacturing plants, the USAAF concluded that the Norden M-series was far superior in accuracy, dependability, and design. Sperry contracts were cancelled in November 1943. When production ended a few months later, 5,563 Sperry bombsight-autopilot combinations had been built, most of which were installed in Consolidated B-24 Liberator bombers.^[3][19]

ノルデン爆撃照準器の生産が最終的に6つの工場に拡大するまでには数年を要した。米陸軍航空隊は需要を満たすために追加生産を要求し、最終的にビクター加算機会社が製造ライセンスを取得し、その後レミントン・ランド社がライセンスを取得するよう手配した。^{[ 27 ]}皮肉なことに、この期間中に米海軍は急降下爆撃を優先してノルデンを放棄し、需要が減少した。戦争が終わるまでに、ノルデンとその下請け業者は米陸軍航空隊だけで72,000個のM-9爆撃照準器を生産し、1個あたり8,800ドル（2025年換算で157,000ドル）の費用がかかった。^{[ 3 ]}

戦前の典型的な爆撃照準器は、第一次世界大戦で導入されたコース設定爆撃照準器で採用された「ベクトル爆撃照準器」の原理に基づいていました。これらのシステムは、単純なベクトル演算に基づいて爆撃機に対する風の影響を計算するために使用される計算尺型の計算機で構成されていました。その数学的原理は、今日でも使用されているE6B計算機の原理と同一です。

作戦遂行時、爆撃手はまず様々な方法を用いて風速を測定し、その風速と風向を爆撃照準器に入力する。これにより照準器が動き、横風を考慮した上で目標の真上を飛行すべき方向を示すとともに、風が対地速度に及ぼす影響を考慮して照準器の角度も調整される。

これらのシステムには、精度に関して主に2つの問題があった。1つ目は、爆撃照準器を正しく設定するためには、いくつかの手順を順番に実行する必要があったが、爆撃飛行中にこれらすべてを行う時間は限られていたことである。その結果、風速測定の精度は常に制限され、機器の設定や計算におけるエラーが頻繁に発生した。2つ目の問題は、照準器が航空機に取り付けられていたため、機動中に動いてしまい、その間、爆撃照準器が目標を指さなくなることだった。航空機は適切な進入を行うために機動する必要があったため、正確な修正を行うための時間が限られていた。これらの問題が複合的に作用し、長時間の爆撃飛行が必要となったのである。

Experiments had shown that adding a stabilizer system to a vector bombsight would roughly double the accuracy of the system. This would allow the bombsight to remain level while the aircraft maneuvered, giving the bombardier more time to make his adjustments, as well as reducing or eliminating mis-measurements when sighting off of non-level sights. However, this would not have any effect on the accuracy of the wind measurements, nor the calculation of the vectors. The Norden attacked all of these problems.

To improve the calculation time, the Norden used a mechanical computer inside the bombsight to calculate the range angle of the bombs. By simply dialing in the aircraft's altitude and heading, along with estimates of the wind speed and direction (in relation to the aircraft), the computer would automatically, and quickly, calculate the aim point. This not only reduced the time needed for the bombsight setup but also dramatically reduced the chance for errors. This attack on the accuracy problem was by no means unique; several other bombsights of the era used similar calculators. It was the way the Norden used these calculations that differed.

Conventional bombsights are set up pointing at a fixed angle, the range angle, which accounts for the various effects on the trajectory of the bomb. To the operator looking through the sights, the crosshairs indicate the location on the ground the bombs would impact if released at that instant. As the aircraft moves forward, the target approaches the crosshairs from the front, moving rearward, and the bombardier releases the bombs as the target passes through the line of the sights. One example of a highly automated system of this type was the RAF's Mark XIV bomb sight.

The Norden worked in an entirely different fashion, based on the "synchronous" or "tachometric" method. Internally, the calculator continually computed the impact point, as was the case for previous systems. However, the resulting range angle was not displayed directly to the bombardier or dialed into the sights. Instead, the bombardier used the sighting telescope to locate the target long in advance of the drop point. A separate section of the calculator used the inputs for altitude and airspeed to determine the angular velocity of the target, the speed at which it would be seen drifting backward due to the forward motion of the aircraft. The output of this calculator drove a rotating prism at that angular speed in order to keep the target centered in the telescope. In a properly adjusted Norden, the target remains motionless in the sights.

ノルデンは、高度、対気速度、弾道に基づいて算出される射程角と、航空機の対地速度と方位に基づいて算出される目標に対する現在の角度という、2つの角度を計算した。この2つの角度の差は、航空機を適切な投下地点に誘導するために必要な「補正」を表していた。爆撃飛行中に航空機が目標に対して適切に位置合わせされていれば、射程角と目標角の差は徐々に小さくなり、最終的には（機構の精度範囲内で）ゼロになる。この時点で、ノルデンは自動的に爆弾を投下した。

実際には、照準望遠鏡を最初に設置した際、目標は望遠鏡の中心に留まりませんでした。風速と風向の推定値の不正確さから、目標は照準器内でずれてしまうのです。これを修正するため、爆撃手は微調整装置を使って試行錯誤を繰り返しながら、目標の動きを徐々に打ち消していきました。これらの調整によって、プリズムの動きを計算するために使用される測定された対地速度が更新され、目に見えるずれが遅くなりました。短時間、継続的に調整を続けると、ずれは止まり、爆撃照準器は正確な対地速度と方位を極めて正確に測定できるようになりました。さらに良いことに、これらの測定は爆撃前に行われるのではなく、爆撃中に行われるため、航空機の移動に伴う状況の変化による不正確さを排除するのに役立ちました。また、手動計算をなくすことで、爆撃手は測定値を調整するための時間を大幅に増やすことができ、より正確な結果を得ることができました。

プリズムの角速度は目標までの距離によって変化します。逆の状況、つまり上空を通過する航空機の見かけの角速度が、より遠くから見たときの見かけの速度よりも高い場合を考えてみてください。この非線形効果を適切に考慮するために、ノルデンは差動アナライザーで使用されるものと同様のスリップディスクシステムを使用しました。しかし、長距離でのこの緩やかな変化により、爆撃飛行の初期段階でドリフトを微調整することが困難でした。実際には、爆撃手は目標地域に接近する前に、爆撃機に近く、したがって照準器内で動きがより明確に見える地上の都合の良い「目標」を選択して、対地速度の測定値を設定することがよくありました。これらの値は、後で目標を視認したときの初期設定として使用されました。

ノルデン爆撃照準器は、左側のジャイロスコープ式安定化プラットフォームと、右側の機械式計算機および照準ヘッドという2つの主要部分から構成されていた。これらは基本的に独立した機器であり、照準プリズムを介して接続されていた。照準接眼レンズは、この2つの間の中央に位置しており、操作するにはある程度の器用さを要する、やや不便な位置にあった。

ノルデンの安定化プラットフォームは、使用前に徐々にドリフトして垂直方向の照準を維持できなくなるため、正立させる必要がありました。正立は、スタビライザー前面のガラス窓から見える小さな水準器とプラットフォームの姿勢を比較するという時間のかかるプロセスで行われました。実際には、これには8分半もかかることがありました。この問題は、プラットフォームの可動範囲が限られており、強い乱気流でも転倒する可能性があり、そのたびに再設定が必要になるという事実によってさらに悪化しました。この問題はノルデンの有用性を著しく損ない、1942年にRAFがノルデンを受領した際に採用を拒否するに至りました。一部のバージョンには、プラットフォームを迅速に正立させるシステムが含まれていましたが、この「自動ジャイロ水平調整装置」はメンテナンス上の問題であることが判明し、後のバージョンでは削除されました。

スタビライザーが直立したら、爆撃手は高度、速度、方向の初期設定をダイヤルで調整します。次に、プリズムをコンピューターから「クラッチアウト」して、地上の目標を探すために素早く動かします。後のノルデンには、このステップを補助するために反射式照準器が装備されました。目標が見つかると、コンピューターをクラッチインして、目標を追うようにプリズムを動かし始めます。爆撃手は照準の調整を開始します。すべてのコントロールが右側にあり、望遠鏡を通して照準を合わせながら操作する必要があったため、ノルデンのもう1つの問題は、爆撃手が一度に垂直または水平の照準しか調整できず、もう一方の腕は通常、望遠鏡の上で体を支えるのに忙しかったことです。

照準器の右側、装置の上部には、2つの最終制御部があった。1つ目は「トレイル」の設定で、これは任務開始時に使用する爆弾の種類に合わせてあらかじめ設定されていた。2つ目は「インデックスウィンドウ」で、照準点を数値で表示した。爆撃照準器は現在の照準点を内部で計算し、インデックス上のスライドポインターとして表示した。プリズムが向けられている現在の照準点も、同じ目盛りで表示された。運用時には、照準器は照準点よりかなり手前に設定され、爆撃機が目標に近づくにつれて、照準点指示器がゆっくりと照準点に向かってスライドした。両者が合流すると、爆弾は自動的に投下された。航空機は毎秒110メートル（毎秒350フィート）以上で移動していたため、わずかなタイミングのずれでも照準に大きな影響を与える可能性があった。 

初期の例、特に海軍で多く使用されていたものは、コックピット内の操縦方向指示器に直接接続する出力を備えていた。これにより、操縦士に手動で合図を送る必要がなくなり、誤操作の可能性も排除された。

アメリカ陸軍航空隊での使用では、ノルデン爆撃照準器はオートパイロットベースに取り付けられ、そのベースは航空機のオートパイロットに接続されていた。ハネウェルC-1オートパイロットは、操縦席のコントロールパネルを介して目標地域への飛行中に乗務員がオートパイロットとして使用することもできたが、より一般的には爆撃手の直接の指示の下で使用された。ノルデンの箱型のオートパイロットユニットは照準器の後ろ下部に配置され、単一の回転軸で照準器に取り付けられていた。爆撃中に航空機の操縦が爆撃手に渡ると、爆撃手はまずノルデン全体を回転させて、照準器の垂直線が目標を通過するようにした。その時点から、オートパイロットは爆撃機を爆撃照準器の軌道に沿うように誘導し、カップリングを介して入力されたドリフト率をゼロにするように方位を向けた。航空機が正しい角度に旋回すると、ベルトとプーリーのシステムによって照準器が回転し、変化する方位に合わせられた。ノルデン機の精度の高さのもう一つの要因は自動操縦装置だった。自動操縦装置のおかげで、機体は迅速に正しい航路をたどり、パイロットよりもはるかに正確にその航路を維持することができたのだ。

戦争後期には、ノルデンは他のシステムと組み合わされて、爆撃成功の条件が拡大された。その中でも特筆すべきは、ノルデン爆撃照準器と直接併用されたH2X（ミッキー）と呼ばれるレーダーシステムである。水面と海岸線が特徴的なレーダーエコーを生成するため、このレーダーは沿岸地域で最も正確であることが証明された。^{[ 28 ]}

ノルデン爆撃照準器は、米国が非介入主義を貫き、米国の軍事戦略の主軸が米国とその領土の防衛であった時期に開発されました。この戦略のかなりの部分は、直接的な海軍力と、1930年代から始まった米国陸軍航空隊の航空力の両方で、海上からの侵略の試みを阻止することに基づいていました。 ^{[ 29 ]}この時代のほとんどの空軍は、これらの役割のために急降下爆撃機や雷撃機に多額の投資を行いましたが、これらの航空機は一般的に航続距離が限られていました。長距離の戦略的到達には、航空母艦の使用が必要でした。陸軍は、ノルデンとB-17フライングフォートレスの組み合わせが代替案になると考え、B-17の小規模編隊が米国陸軍航空隊の広範囲にわたる基地から遠く離れた船舶を攻撃できると信じていました。ノルデンによって可能になる高高度は、特にB-17の4基のライト・サイクロン9星型エンジンのそれぞれにターボチャージャーが装備されている場合、航空機の航続距離を伸ばすのに役立ちます。

1940年、バースは「我々は15フィート（4.6メートル）四方の標的を、高度30,000フィート（9,100メートル）から命中させるのは非常に難しい標的とは考えていない」と主張した。^{[ 30 ]}ある時点で同社は、爆撃照準器の評判を高めるために、ピクルス樽のイメージを使用し始めた。1942年にこの装置が一般に知られるようになると、ノーデン社は1943年にマディソン・スクエア・ガーデンを借り、リングリング・ブラザーズ・アンド・バーナム・アンド・ベイリー・サーカスの公演の合間に独自のショーを行った。彼らのショーでは、木製の「爆弾」をピクルス樽に落とし、その瞬間にピクルスが飛び出すというものだった。^{[ 31 ]} 

これらの主張は大幅に誇張されていた。1940年、空軍爆撃手の平均スコアは、4,600メートル (15,000フィート)からの円形誤差が120メートル (400フィート) であり、9,100メートル (30,000フィート)からの4.6メートル (15フィート)ではなかった。^{[ 30 ]}実際の性能は非常に悪かったため、海軍はほぼ即座に水平攻撃を軽視し、急降下爆撃を優先した。^{[ 29 ]}グラマンTBFアベンジャーは、先行するダグラスTBDデバステーターと同様にノルデンを搭載できたが、^{[ 32 ]}戦闘での使用は期待外れで、ガダルカナル作戦中に最終的に「絶望的」と評された。1942年にこの装置の使用を断念したにもかかわらず、官僚的な惰性により、1944年まで標準装備として供給された。^{[ 33 ]}    

極東におけるアメリカ陸軍航空隊の対艦作戦は概して成功しなかった。フィリピン海戦の初期作戦では、B-17は掃海艇1隻を撃沈し、日本の輸送船2隻、巡洋艦「中」と駆逐艦「村雨」に損傷を与えたと主張した。^{[ 34 ]}しかし、これらの艦船はすべて、その期間中に空襲による損傷を受けていないことが知られている。珊瑚海海戦やミッドウェー海戦などの他の初期の戦闘では、停泊中の目標に命中したのが見られたが、全く主張されなかった。^{[ 35 ] [ 36 ]}アメリカ陸軍航空隊は最終的にすべての対艦B-17を他の航空機に置き換え、直接低空攻撃でスキップ爆撃技術を使用するようになった。

アメリカの参戦が始まると、アメリカ陸軍航空隊はノルデンに基づいて広範囲かつ包括的な爆撃計画を策定した。彼らは、B-17が6,100メートル（20,000フィート）から30メートル（100フィート）の目標に命中する確率は1.2%であると考えており、これは1回以上の命中を93%の確率で達成するには220機の爆撃機が必要であることを意味する。これは問題とはみなされず、アメリカ陸軍航空隊は、包括的な戦前計画を実行するのに十分な爆撃機を提供するために251の戦闘群が必要であると予測した。^{[ 29 ]}  

初期の戦闘試験で問題が発覚した後、ノルデン爆撃照準器とそれに関連するAFCEは、1943年3月18日のドイツのブレーメン・ヴェーゲザックへの任務で初めて大規模に使用された。^{[ 37 ]}第303爆撃群は搭載量の76%を300メートル（1,000フィート）のリング内に投下し、CEPは300メートル（1,000フィート）をはるかに下回った。海上と同様に、ヨーロッパ上空での初期の任務の多くはさまざまな結果を示した。より広範囲に調査すると、アメリカの爆弾のわずか50%が目標から400メートル（1/4マイル）以内に落下し、アメリカのパイロットは爆弾の最大90%が目標を外れる可能性があると推定した。^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]} 1943年の平均CEPは370メートル（1,200フィート）で、これは爆弾のわずか16%が目標地点から300メートル（1,000フィート）以内に着弾したことを意味する。1943年以降の精密任務の標準となった230キログラム（500ポンド）爆弾の致死半径はわずか18～27メートル（60～90フィート）だった。^{[ 29 ]}       

こうした不振な結果に直面し、カーティス・ルメイは問題解決のために一連の改革に着手した。特に、爆撃機を密集させることで最大限の防御火力を発揮するため、「戦闘ボックス」編成を導入した。この変更の一環として、彼は部隊内で最も優秀な爆撃手を選び出し、各ボックスの先頭爆撃機に割り当てた。ボックス内のすべての爆撃機が個別にノルデンを使用するのではなく、先頭爆撃手だけが積極的にノルデンを使用し、ボックス内の他の航空機は先頭爆撃機の爆弾が投下されるのを見てから爆弾を投下した。^{[ 41 ]}これにより爆弾は戦闘ボックスの領域全体に分散したが、それでも個々の攻撃よりも精度は向上した。また、同じ目標に向かって自動操縦装置に従属した様々な航空機が互いに衝突してしまうという問題も解消された。これらの変更により精度は向上し、問題の多くは爆撃手に起因することが示唆された。しかし、真の「精密」攻撃は依然として困難または不可能であった。

1944 年初頭にジミー・ドゥーリトルがアイラ・イーカーから第 8 空軍の指揮を引き継いだとき、精密爆撃の試みは中止された。RAF の試みと同様に、地域爆撃が広く使用され、750 機、そして 1,000 機の爆撃機による大規模目標への空襲が行われた。主な目標は、鉄道操車場 (投下爆弾総量の 27.4%)、飛行場 (11.6%)、石油精製所 (9.5%)、軍事施設 (8.8%) であった。^{[ 42 ]}ある程度、目標自体は二次的なものであった。ドゥーリトルは、爆撃機を抵抗不可能な目標として使用し、連合軍の長距離護衛戦闘機のますます増える群れの中にドイツ空軍の戦闘機を引き込んだ。これらの作戦がドイツ空軍を弱体化させたため、作戦はより低い高度で、特にH2X レーダーが使用できる悪天候時に実行できるようになった。 1944年半ばのH2X爆撃の精度は、ノルデン照準器を使用した場合よりもはるかに高いことが判明した。^{[ 43 ]}精密攻撃を放棄したにもかかわらず、精度は向上した。1945年までに、第8爆撃航空団は爆弾の最大60%を300メートル（1,000フィート）以内に着弾させ、CEPは約270メートル（900フィート）となった。^{[ 42 ]}  

精密攻撃を追求し続ける中で、様々な遠隔誘導兵器が開発され、特にAZON爆弾やVB-3ラゾン爆弾、その他類似の兵器が挙げられます。

ノルデンは、目標がディスプレイ上で静止するように、視点を機械的に回転させることで作動した。この機構は高高度で発生する低角速度に対応するように設計されていたため、作動速度の範囲が比較的狭かった。例えば、ノルデンは低高度爆撃に必要な速度で照準を回転させることができなかった。通常、この問題はノルデンを完全に撤去し、よりシンプルな照準システムに置き換えることで解決された。^{[ 44 ]}

その代替の良い例として、ドーリットル空襲隊にシンプルなアイアンサイトを装備したことが挙げられる。C・ロス・グリーニング大尉が設計したこのサイトは、既存のパイロット方向指示器に取り付けられ、爆撃手が以前の時代の爆撃照準器のように遠隔で修正を行えるようにした。^{[ 44 ]}

しかし、ノルデンは照準と安定化という2つの機能を兼ね備えていた。前者は低高度では役に立たなかったが、後者は特に地表付近の乱気流の中を飛行する場合には非常に役立った。このことから、ジェームズ・「バック」・ドージャーはカリブ海でドイツの潜水艦を攻撃するために、照準ヘッドの代わりに安定板の上にドゥーリトル式の照準器を取り付けた。これは非常に役立ち、すぐに艦隊全体で使用されるようになった。^{[ 45 ]}

戦後、米国は新しい精密爆撃照準器の開発をほぼ中止した。当初は戦争の終結が理由であったが、冷戦中に予算が増加すると、核兵器の配備により、既存のレーダー爆撃システムの能力の範囲内である約2,700メートル（3,000ヤード）の精度で十分となった。注目すべき主要な爆撃照準器は1つだけ開発され、ボーイングB-47ストラトジェットに搭載されたY-4であった。この照準器は、レーダーと航空機前方のレンズシステムの画像を組み合わせ、双眼鏡の接眼レンズを通してそれらを直接同時に比較できるようにした。^{[ 46 ]} 

ボーイング B-29 スーパーフォートレスや後期のB-50のような旧型機の爆撃照準器は、戦時中のままの状態だった。朝鮮戦争が始まると、これらの機体は戦時中に投入され、ノルデンは再び米空軍の主爆撃照準器となった。ベトナム戦争が始まると、このことは再び起こった。この場合、爆撃照準器を再び稼働させるために、第二次世界大戦で退役した技術者を招集する必要があった。戦闘での最後の使用は、ベトナム戦争中の海軍航空観測飛行隊 67 ( VO-67 ) によるものだった。爆撃照準器は、ホーチミン・ルート沿いに空中投下式地震侵入探知機 (ADSID) を設置するためのイグルー・ホワイト作戦で使用された。^{[ 47 ]}

セキュリティ対策が講じられていたにもかかわらず、ノルデンシステム全体は戦争開始前にドイツ側に渡っていた。ドイツのスパイ、ハーマン・W・ラングはカール・L・ノルデン社に雇われていた。1938年にドイツを訪れた際、ラングはドイツ軍当局と協議し、機密資料の設計図を記憶に基づいて再構築した。1941年、ラングはデュケイン・スパイ・リングの他の32人のドイツ人工作員とともにFBIに逮捕され、米国史上最大のスパイ訴追で有罪判決を受けた。彼はスパイ罪で懲役18年、外国代理人登録法に基づく併合刑2年の判決を受けた。^{[ 2 ]}

第二次世界大戦以前から、ドイツの計器はノルデンとかなり似ていた。同様のジャイロスコープ一式が爆撃手が照準を合わせるための安定したプラットフォームを提供したが、爆撃照準器と自動操縦装置との複雑な相互作用は使用されなかった。カール・ツァイスのロットフェルンロール7、またはロットフェ7は、ノルデン爆撃照準器に似た先進的な機械式システムであったが、形状はスペリーS-1により似ていた。1942年により単純なロットフェルンロール3とBZG 2に取って代わり始め、第二次世界大戦末期にはほとんどのドイツ空軍の水平爆撃機で使用された主要な爆撃照準器として登場した。自動操縦装置の使用により単独操作が可能になり、単座のアラドAr 234の爆撃運用の鍵となった。

日本軍は、主にノースアメリカンB-25ミッチェル爆撃機からノルデンを鹵獲した。彼らは簡略化され小型化された四式自動爆撃照準器を開発したが、量産するには複雑すぎることが判明した。さらなる開発により、終戦直前に限定生産が開始された一式二型自動爆撃照準器が誕生した。終戦時には約20基が運用されていた。

戦後の分析では、ノルデンによる昼間精密攻撃の全体的な精度は、レーダー爆撃の取り組みとほぼ同レベルであるとされた。第8空軍は平均高度6,400メートル（21,000フィート）から爆弾の31.8%を300メートル（1,000フィート）以内に投下し、第15空軍は6,200メートル（20,500フィート）から平均30.78% 、対日第20空軍は5,000メートル（16,500フィート）から平均31%を投下した。^{[ 49 ]}    

ノルデンの実戦での性能の悪さを説明するために、多くの要因が挙げられてきた。ヨーロッパ上空では、雲量が一般的な説明であったが、好条件でも性能は改善しなかった。日本上空では、爆撃機の乗組員はすぐに高高度での強風、いわゆるジェット気流を発見したが、ノルデン爆撃照準器は風速が最小限の風速でしか機能しなかった。さらに、日本上空の爆撃高度は最大9,100メートル（30,000フィート）に達したが、ほとんどの試験は6,100メートル（20,000フィート）よりはるかに低い高度で行われていた。この余分な高度は、以前は無視できた要因を複雑化させた。爆弾の形状や塗装でさえ、その空力特性を変え、当時、落下中に超音速に達する爆弾の軌道を計算する方法を知っている者はいなかった。 ^{[ 28 ]}  

RAFは独自の設計を開発した。夜間爆撃に移行したため、最良の条件下でも視覚による精度が難しくなり、はるかにシンプルなマークXIV爆撃照準器を導入した。これは何よりも精度を重視したものではなく、運用条件下での使いやすさを重視して設計された。1944年のテストでは、当時のノルデンとほぼ同じCEP 270メートル（890フィート）を提供することが判明した。これにより、RAF内部で、独自のタキメーター設計である安定化自動爆撃照準器を使用するか、将来の爆撃機にMk. XIVを使用するかについての議論が起こった。Mk. XIVは最終的に1960年代まで使用されたが、SABSは、それを装備したランカスター爆撃機とリンカーン爆撃機が1940年代後半までに退役したため、使用が減っていった^{[ 50 ] 。}