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サー・ロバート・アレクサンダー・ワトソン＝ワット（1892年4月13日 - 1973年12月5日）は、スコットランドの無線技師であり、無線方向探知およびレーダー技術の先駆者であった。[ 2 ]
ワットは気象庁での仕事で電波物理学のキャリアをスタートさせ、雷から放出される電波を使って雷雨を正確に追跡する方法を探し始めた。これが1920年代に開発された、後に高周波方向探知（HFDFまたは「ハフダフ」）として知られるシステムにつながった。広く知られていたものの、このシステムの巨大な軍事的可能性が開発されたのは1930年代後半になってからだった。ハフダフによってオペレーターは敵の無線送信機の位置を数秒で特定できるようになり、第二次世界大戦中にドイツのUボートの脅威を打ち負かすのに役立ったシステムネットワークの重要な部分となった。ハフダフはUボートへの攻撃全体の約4分の1で使用されたと推定されている。[ 3 ]
1935年、ワットはラジオを利用したドイツの死の光線に関する報告についてコメントを求められた。ワットと彼の助手アーノルド・フレデリック・ウィルキンスはすぐにそれが不可能だと判断したが、ウィルキンスは無線信号を使って遠距離の航空機の位置を特定することを提案した。これがきっかけとなり、1935年2月にハンドレー・ページ・ヘイフォード機で反射したBBC短波送信機からの信号の実証が行われた。[ 2 ] [ 4 ]ワットはこの装置の実用版の開発を主導し、1938年にチェーンホームというコードネームで運用が開始された。このシステムは、バトル・オブ・ブリテンでイギリス空軍を支援する上で重要な事前情報を提供した。[ 1 ] [ 5 ]
発明の成功後、ワトソン・ワットは1941年に真珠湾攻撃後の防空に関する助言を行うため米国に派遣された。帰国後も陸軍省と供給省でレーダー開発を主導し続けた。1941年に王立協会のフェローに選出され、 1942年にナイトの称号を授与され、1946年には米国功労勲章を授与された。
ワトソン＝ワット[ a ] [ 6 ]は、1892年4月13日にスコットランドのアンガス州ブレチンで生まれた。彼は実用的な蒸気機関の発明者であるジェームズ・ワットの子孫だと主張したが、家族関係の証拠は見つかっていない。[ 7 ]ダマクレ小学校とブレチン高校に通った後、[ 8 ]ダンディー大学カレッジ（当時はセント・アンドリュース大学の一部で、1954年にクイーンズ・カレッジ・ダンディーとなり、 1967年にダンディー大学となった）に入学した。ワトソン＝ワットは優秀な学生で、 1910年に化学のカーネリー賞と一般自然哲学のクラスメダルを受賞した。[ 9 ]
彼は1912年に工学の理学士号を取得し、 1907年から1942年までダンディー大学で物理学の教授を務めたウィリアム・ペディ教授[ 10 ]から助手として採用された。ペディはワトソン＝ワットに当時「無線電信」と呼ばれていたラジオの研究を勧め、無線周波数発振器と波動伝搬の物理学に関する大学院レベルの講義を実質的に彼に与えた。第一次世界大戦が始まったとき、ワトソン＝ワットは大学の工学部で助手として働いていた。[ 11 ]
1916年、ワトソン＝ワットは陸軍省での仕事を望んでいたが、通信分野では目立った仕事はなかった。代わりに、彼は気象局に入局した。気象局は、雷雨の検出に無線を利用するという彼のアイデアに興味を持っていた。雷は空気を電離する際に無線信号を発し、彼の目標はこの信号を検出してパイロットに接近する雷雨を警告することだった。この信号は幅広い周波数で発生し、海軍の長波受信機で容易に検出および増幅できた。実際、雷はこれらの一般的な波長での通信にとって大きな問題だった。[ 12 ]
彼の初期の実験は信号の検出に成功し、すぐに最大 2,500 km (1,500 マイル) の距離で検出できることを実証した。位置は、ループ アンテナを回転させて信号を最大 (または最小) にし、嵐の方向を「指し示す」ことによって決定された。落雷は非常に短時間で終わるため、アンテナを時間内に回転させて正確に位置を特定することは非常に困難だった。代わりに、オペレーターは多くの落雷を聞き、おおよその平均位置を算出した。[ 12 ]
最初は、ハンプシャー州オールダーショットにある航空省気象局の無線局で働いていた。1924年、陸軍省がオールダーショットの敷地を返還したいと通知したため、バッキンガムシャー州スラウ近郊のディットン・パークに移った。国立物理研究所（NPL）はすでにこの敷地を使用しており、彼の研究にとって極めて重要となる2つの主要な装置があった。[ 12 ]
1つ目はアドコックアンテナで、4本のマストの配置により位相差から信号の方向を検出できた。直角に配置されたこれらのアンテナのペアを使用することで、2軸で雷の方向を同時に測定することができた。しかし、一瞬の信号を表示するのが問題だった。これは、ベル研究所から最近入手した2番目の装置、WE-224オシロスコープによって解決された。2つのアンテナからの信号をオシロスコープのXチャンネルとYチャンネルに入力することで、1回の落雷でディスプレイ上に線が現れ、落雷の方向を示すことができた。オシロスコープの比較的「遅い」蛍光体では、落雷が発生してからかなり時間が経ってからでないと信号を読み取ることができなかった。[ 13 ]ワットの新しいシステムは1926年に使用され、ワトソン・ワットとハードによる詳細な論文の主題となった。[ 14 ]
気象庁と国立物理研究所の無線チームは1927年に合併し、ワトソン＝ワットを所長とする無線研究所が設立された。研究を継続する中で、チームは「静電気」のような無線信号の原因に関心を持ち、その多くは地平線の彼方にある遠方の信号が上層大気で反射されることで説明できることを発見した。これは、以前から提唱されていたものの、当時技術者によってほとんど無視されていたヘヴィサイド層の存在を初めて直接的に証明するものであった。この層の高度を決定するために、ワット、アップルトンらは「スクイーガー」と呼ばれる装置を開発し、「タイムベース」表示を実現した。これにより、オシロスコープのドットがディスプレイ上を非常に高速で滑らかに移動した。スクイーガーのタイミングを調整して、ドットがディスプレイの端に到達するタイミングと、ヘヴィサイド層で反射された信号が到達するタイミングが一致するようにすることで、この層の高度を決定することができた。このタイムベース回路は、レーダー開発の鍵となった。[ 15 ] 1933年のさらなる組織再編後、ワットはテディントンのNPLの無線部門の責任者となった。
第一次世界大戦中、ドイツ軍はツェッペリン飛行船をイギリス上空での長距離爆撃機として使用し、防衛側は脅威に対抗するのに苦労した。それ以降、航空機の性能は大幅に向上し、民間地域への広範囲な空爆の可能性が政府を不安にさせていた。重爆撃機は、当時の対空砲では到達できない高度まで接近できるようになった。 [ 16 ]イギリス海峡を挟んだ敵の飛行場まで飛行時間わずか20分しかかからない可能性があるので、爆撃機は迎撃戦闘機が高度に達する前に爆弾を投下して基地に戻るだろう。唯一の解決策は戦闘機による常時哨戒を行うことのように思われたが、戦闘機の巡航時間が限られているため、これには膨大な空軍が必要となるだろう。代替策が緊急に必要とされ、1934年、航空省は英国の防空能力を向上させる方法を見つけるため、ヘンリー・ティザード卿を委員長とするCSSAD（防空科学調査委員会）を設立した。
ナチス・ドイツが電波を使って町や都市、人々を破壊できる「死の光線」を開発したという噂は、1935年1月に航空省の科学研究部長ハリー・ウィンペリスによって注目された。彼はワトソン＝ワットに、特に航空機に対して使用する死の光線のナチス版を建造できる可能性について尋ねた。[ 4 ]ワトソン＝ワットはすぐに若い同僚アーノルド・ウィルキンスが行った計算を返送し、そのような装置を建造することは不可能であることを示し、ナチス版の死の光線に対する懸念はすぐに消え去った。彼はまた、同じ報告書の中で、ウィルキンスが最近航空機が短波通信を妨害していることを聞き、電波で航空機を検出できるかもしれないと最初に提案したことにも言及した。「その間、依然として困難ではあるが、それほど有望ではない電波検出の問題に注意が向けられており、反射電波による検出方法に関する数値的考察は必要に応じて提出される予定である」。ウィルキンスのアイデアはワットによって検証され、1935年1月28日にティザードによってCSSADに速やかに提出された。[ 17 ]
1935年2月12日、ワトソン＝ワットは、提案されたシステムの秘密メモ「無線方式による航空機の探知と位置特定」を航空省に送った。死の光線ほど刺激的ではないものの、この概念には明らかに可能性があったが、航空省は資金提供の前に、電波が航空機によって反射されることを証明するデモンストレーションを要求した。[ 18 ]これは2月26日までに準備され、ダヴェントリーにあるBBCの短波放送局の1つから約6マイル（10km ）離れた場所に設置された2つの受信アンテナで構成されていた。2つのアンテナは、放送局から直接伝わる信号が互いに打ち消し合うように位相が調整されていたが、他の角度から到着する信号は受け入れられ、それによってCRTインジケーター（パッシブレーダー）のトレースが偏向した。[ 19 ]このテストの秘密性は非常に高く、目撃したのはワトソン＝ワット、同僚のアーノルド・ウィルキンス、委員会の1人のメンバーであるAPロウの3人だけだった。実証実験は成功し、何度か受信機は、その場所の周囲を飛行したハンドレー・ページ・ヘイフォード爆撃機からの明確な反射信号を示した。スタンリー・ボールドウィン首相は、レーダーの進捗状況を密かに知らされていた。1935年4月2日、ワトソン＝ワットは航空機を探知・位置特定するための無線装置の特許を取得した。[ 4 ]
1935年5月中旬、ウィルキンスはエドワード・ジョージ・ボーエンを含む少数のチームとともに無線研究所を出発し、北海沿岸のサフォークにある孤立した半島、オーフォード・ネスでさらなる研究を開始した。6月までに、彼らは16マイル（26km ）の距離で航空機を探知できるようになり、科学者や技術者たちは、競合する音響探知システムの開発をすべて中止するのに十分な成果を上げた。年末までに探知範囲は60マイル（97km ）に達し、その時点で12月にはロンドンへの接近路をカバーする5つの観測所を設置する計画が立てられた。
これらのステーションの 1 つはオーフォード ネス近くの海岸に設置されることになっており、ボーズィー マナーがすべてのレーダー研究の主要拠点として選ばれました。レーダー防衛をできるだけ早く設置するために、ワトソン ワットとそのチームは、プロジェクト用に新しい部品を作成するのではなく、既存の部品を使用して装置を作成し、チームは装置の改良と改善に余分な時間を費やしませんでした。試作レーダーが動作可能な状態であれば、生産が開始されました。[ 20 ]彼らは固定レーダー無線塔システムの「フルスケール」テストを実施し、戦闘機による迎撃のために無線信号で接近する爆撃機を探知しようとしました。[ 20 ] [ 21 ]テストは完全に失敗し、戦闘機は爆撃機が目標を通過した後でしか爆撃機を視認できませんでした。問題はレーダーではなく、監視部隊の追跡装置から戦闘機への情報の流れであり、これは多くのステップを要し、非常に遅かったのです。ヘンリー・ティザード、パトリック・ブラケット、ヒュー・ダウディングは直ちにこの問題に取り組み、最終的に地図作成のために単一の大きな部屋に送られる複数の階層の報告を備えた「指揮統制防空報告システム」を設計した。地図を見ている観測者は、直接通信を介して戦闘機に何をすべきかを指示した。[ 20 ]
1937年までに最初の3つのステーションが完成し、関連システムが試験された。結果は有望で、政府は直ちに17の追加ステーションの建設を委託した。これが、イングランドの東海岸と南海岸に固定されたレーダー塔のアレイであるチェーンホームとなった。 [ 20 ] [ 21 ]第二次世界大戦の開始までに、19がバトル・オブ・ブリテンに備えて準備され、戦争の終わりまでに50以上が建設された。ドイツはチェーンホームの建設を認識していたが、その目的が分からなかった。彼らはツェッペリンLZ 130の飛行で理論を検証したが、ステーションは新しい長距離海軍通信システムであると結論付けた。[ 22 ]
1936年には早くも、昼間の作戦がうまくいかなければドイツ空軍は夜間爆撃に切り替えてくるだろうと認識されていた。ワトソン＝ワットは、無線研究所の職員の一人であるエドワード・ボーエンに、戦闘機に搭載できるレーダーの開発を任せた。夜間の爆撃機の目視探知は300 ヤード（メートル）程度までしか良好ではなく、既存のチェーンホームシステムでは戦闘機をそこまで接近させるのに必要な精度がなかった。ボーエンは、空中レーダーは重量90kg（200ポンド）、容積8立方フィート（ 230リットル）を超えず、電力は500ワット以下でなければならないと判断した。アンテナの空気抵抗を減らすため、動作波長は1メートルを大きく超えることはできず、当時の電子機器では困難だった。しかし、航空機迎撃（AI）レーダーは1940年までに完成し、最終的に1941年のロンドン大空襲を終結させる上で重要な役割を果たした。ワトソン＝ワットは、レーダーに最適な周波数ではない周波数を選んだことを、よく引用される「不完全性の崇拝」で正当化し、「3番目に良いものを与えて続けさせよ。2番目に良いものは遅すぎる。最良は決して来ない」と述べた。[ 23 ] [ 24 ]
1934年から1936年の間、ワトソン＝ワットは、現在「専門家のための組合」であるプロスペクトの一部となっている専門公務員協会の会長を務めていた。組合は、この時期に彼が航空省職員の給与改善運動に関わっていたと推測している。[ 25 ]
歴史家のAJPテイラーは著書『1914年から1945年のイギリス史』の中で、レーダーを開発したワトソン＝ワット、ヘンリー・ティザード卿、そして彼らの仲間たちを高く評価し、彼らが第二次世界大戦での勝利に不可欠だったと述べている。[ 26 ]
1938 年 7 月、ワトソン＝ワットはボーズィー・マナーを離れ、通信開発部長 (DCD-RAE) の職に就いた。1939 年、ジョージ・リー卿が DCD の職を引き継ぎ、ワトソン＝ワットは航空機生産省の通信科学顧問 (SAT) となり、1941 年に米国に渡航し、真珠湾攻撃で明らかになった米国の防空体制の深刻な不備について助言を行った。1942年にジョージ 6 世からナイトの称号を授与され、 1946 年に米国功労勲章を受章した。 [ 27 ] [ 28 ]
ナイト爵位を授与されてから10年後、ワトソン＝ワットはレーダーの開発への貢献により英国政府から5万ポンドの賞金を授与された。彼はコンサルティングエンジニアとして開業した。1950年代にはカナダに移住し、その後米国に住み、 1958年に『勝利への3つのステップ』を出版した。1958年頃、彼はアメリカのテレビ番組『真実を語る』に謎の挑戦者として出演した。1956年、ワトソン＝ワットはカナダでスピード違反でレーダー銃を持った警官に止められたと伝えられている。彼の発言は「あなたがこれで何をするつもりか知っていたら、私は決して発明しなかっただろう！」だった[ 2 ]。その後、彼は皮肉な詩（「粗暴な正義」）を書いた。
哀れなサー・ロバート・ワトソン＝ワット、 このレーダー計画の奇妙な標的。 そして、私が挙げることができる他の者たちと同様に、 彼は自らの発明の犠牲者となった。 彼の魔法のような全知の目は、 雲に覆われた飛行機を飛ばすことを可能にした が、皮肉なことに、今やスピード違反 の運転手を見つけ出し 、おそらくは法律的な機知をもって、 かつてそれを創造した手を噛み砕いているのだ。 … [ 29 ]
2014年9月3日、アン王女によってブレチンにロバート・ワトソン＝ワット卿の像が除幕された。[ 33 ]その翌日、エディ・イザードがワトソン・ワット役を演じたBBC Twoのドラマ『Castles in the Sky』が放送された。 [ 34 ]
ワトソン＝ワットの書簡や文書の一部は、スコットランド国立図書館に所蔵されている。[ 35 ]ワトソン＝ワットに関する文書のコレクションは、ダンディー大学のアーカイブサービスにも所蔵されている。[ 36 ]
英国空軍ブルマー基地にあるブリーフィング施設は、彼の功績を称え、「ワトソン＝ワット講堂」と名付けられた。
英国工学技術学会は、ワトソン・ワット・ルームをプレゼンテーションスペースとして貸し出している。[ 37 ]
ワトソン＝ワットはビジネスと金銭面で問題を抱えていた。[ 38 ]
ロバート・ワトソン＝ワットは3回結婚した。2番目の妻との間に娘が1人いた。[ 39 ] [ 38 ] [ 40 ]
ワトソン＝ワットは1916年7月20日にロンドンのハマースミスで、スコットランドのパース出身の教師マーガレット・ロバートソン（1886-1988）と結婚した。[ 41 ] 1952年に離婚し、再婚した。[ 42 ] [ 39 ] 2番目の妻はカナダ人の未亡人ジーン・ウィルキンソンで、後に1964年に亡くなった。[ 43 ] [ 39 ] カナダのエンジニアリング事業が閉鎖された後、1960年代にスコットランドに戻った。[ 2 ] [ 38 ]
1966年、74歳でデイム・キャサリン・トレフュシス・フォーブスと結婚した。[ 44 ]彼女は当時67歳で、レーダー室のオペレーターを供給した女性補助空軍の創設航空司令官としてバトル・オブ・ブリテンでも重要な役割を果たしていた。夫妻は冬の間はロンドンに住み、暖かい季節はパースシャーのピトロクリーにあるトレフュシス・フォーブスの夏の家、ジ・オブザーバトリーで暮らした。
ワトソン＝ワットは1973年、81歳でインヴァネスで亡くなった。3番目の妻が亡くなった2年後のことだった。彼らはスコットランドのピトロクリーにある聖三位一体聖公会教会の墓地に一緒に埋葬されている。[ 2 ]