SCR-270

SCR-270

SCR-270: 真珠湾攻撃機を検知したモデルに似ています (実際の Opana アンテナは、ここに示した 8 x 4 の構成ではなく、高さ 9 x 幅 4 のダイポールでした)。アンテナが向いている方向を読み取るための目盛りがベースに表示されています。
原産国	アメリカ合衆国
紹介された	1940
タイプ	2D空中捜索
頻度	106MHz
広報	621 Hz
パルス幅	10～25マイクロ秒
回転数	1回転
範囲	150マイル（240 km）
直径	8×4ダイポールアレイ（標準）
方位角	0～360°
精度	4マイル（6.4 km）2° [1]
力	100kWピーク

SCR -270 は、最初に実用化された早期警戒レーダーの 1 つでした。第二次世界大戦中、米国陸軍の主要長距離レーダーとして使用され、世界中に配備されました。1941年 12 月 7 日の真珠湾攻撃開始の約 45 分前に SCR-270 が襲撃を検知したため、真珠湾レーダーとも呼ばれています。

2つのバージョンが製造された。モバイルSCR-270と、同じ電子機器を使用しているが解像度がやや高いアンテナを使用している固定SCR-271である。アップグレード版のSCR-289も製造されたが、ほとんど使用されなかった。-270バージョンは最終的に、ティザード作戦中に米国に導入されたキャビティマグネトロンに基づく新しいマイクロ波ユニットに置き換えられた。第二次世界大戦で使用された唯一の早期警戒システムはAN/CPS-1であり、これは1944年半ば、 Dデイに間に合うように利用可能になった。^[2]

通信部隊は、ニュージャージー州フォートモンマスの通信部隊研究所所長ウィリアム・R・ブレア大佐の指揮の下、1920年代後半からレーダーの構想をいくつか実験していた。陸軍は主に赤外線検出システム（当時人気のあったアイデア）に焦点を当てていたが、1935年にブレアのもとに最近着任したロジャー・B・コルトンが、米国海軍のCXAMレーダー計画を調査するために別の技術者を派遣するようブレアを説得し、研究は再びレーダーに向けられた。ウィリアム・D・ハーシュバーガーが彼らの調査に行き、肯定的な報告を返した。通信主任のジェームズ・B・アリソンの支援を得て、彼らは少額の資金を集めることに成功し、一部は他のプロジェクトから流用した。民間技術者のポール・E・ワトソンの指揮の下、研究チームが組織された。

1936年12月までにワトソンのグループは実用的なプロトタイプを完成させ、さらに改良を重ねた。1937年5月には、夜間に爆撃機を探知するデモンストレーションを行うことができた。このデモンストレーションは、手違いで非常に説得力のあるものとなった。マーティン B-10爆撃機は当初、レーダーが発見できるように既知の地点まで飛行するように指示されていたが、合意した時間に発見できなかったのである。そこでレーダー操作員が爆撃機を捜索し、予定位置から約10マイル (16 km) 離れた場所で発見した。後に、風で爆撃機がコースを外れたことがわかり、単なるデモンストレーションのはずだったものが、現実世界のレーダーによる位置特定と追跡の例となった。このシステムの開発はSCR-268として続けられ、最終的には優れた短中距離砲射撃システムへと進化した。

1937 年 4 月、パナマ運河地帯(CZ) の陸軍航空隊追跡飛行隊の将校であるデイビス中尉は、通常の指揮系統を迂回して、米国陸軍の通信主任(CSig.)に「航空機の無線探知手段」の要請を送りました。SCR-268 はこのニーズにはあまり適しておらず、5 月にデモンストレーションを行った後、今度は「ハップ」アーノルドから1937 年 6 月 3 日に手紙が届き、再び長距離ユニットの要請を受けました。

その後まもなく、通信部隊は自分たちのレーダー作業がドイツのスパイに監視されていると警戒し、ローワー・ニューヨーク湾沿岸の砲兵防衛拠点であるフォート・ハンコックのサンディフックに開発を移した。移動後、航空部隊の要請に基づき、(1940年に)「無線機 SCR-270」として知られるようになるものの開発が直ちに開始された。SCR-268 の部品がこの新しいプロジェクトに転用されたため、-268 の完成は遅れた。

非携帯型バージョンの SCR-271-A、シリアル番号 1 は運河地帯に納入され、1940 年 10 月にパナマ運河の大西洋側にあるフォート シャーマンで運用を開始しました。最初のテスト走行では、117 マイル (188 km) の距離から旅客機を捕捉しました。2 番目のセットは、1940 年 12 月までに運河の太平洋側にあるフォート グラントのタボガ島に設置され、極めて重要でありながら脆弱なパナマ運河にレーダー カバレッジを提供しました。ウェスティングハウスはすぐに生産を拡大し、1941 年末までに 100 台を生産しました。

パナマ運河、フィリピン、ハワイなど戦略的な場所に送られたセットの操作員は、1941年4月にニューヨークのミッチェルフィールドで開かれた防空学校に全員集められた。この学校は、陸軍省がジェームズ・E・チェイニー准将率いる防空軍司令部を創設した1940年に始まった取り組みの集大成であった。 ^{[4] : 152} チェイニーはハップ・アーノルドから、英国の防空システムに関するすべての情報を収集し、その知識をできるだけ早く米軍に移転するよう命じられた。バトル・オブ・ブリテン中に使用された地上管制迎撃（GCI）防空システムの設計者の一人であるダウディング空軍元帥は学校にいて、ハワイのシステムの設計と確立の緊急性についてアメリカの将軍たちと話し、特に海岸沿いのレーダーサイトを徹底的にカバーする必要性を強調した。^[5]

SCR-270 の使用と戦闘機迎撃との統合および調整に関する訓練において高いレベルの注目と学校の優秀さにもかかわらず、陸軍はこのセッションで訓練を受けた下級将校への支援を最後までやり遂げなかった。防空には、さまざまな部隊に分散した資産を直接制御する必要があり、対空砲、レーダー、迎撃機は統一された指揮下にはなかった。これは、初期のレーダー システムのデモンストレーションが、レーダー システム自体は完璧に機能していたにもかかわらず、滑稽なほど失敗したときに、ロバート ワトソン ワットが戦前に特定した主要な問題の 1 つであった。ダウディングは統一された指揮の重要性をよく認識していたが、この知識は米陸軍の構造に変化をもたらすことはなかった。

陸軍少佐ケネス・バーグクイストは、ミッチェルフィールド学校に通った後、協調システムを設立するつもりでハワイに戻ったが、現地に到着すると、地元の陸軍指導部はそのシステムに興味を持っておらず、彼は元の戦闘機部隊に再配属された。不可解な装備品が現れ始めたときになって初めて、陸軍はバーグクイストを戦闘機部隊から戻し、装備品が到着したら組み立てるのが仕事だと告げた。ハワイ防衛の責任者であるウォルター・ショート将軍は、陸軍の技術者（ハップ・アーノルド率いる）が積極的に採用を勧めていた兵器と戦術をかすかに把握していた。稀な​​場合を除き、防空システムを設立するという目標を支援するどころか、協力することにもほとんど関心がなかった。バーグクイストは、他のやる気のある下級将校数名とともに、許可なく、物乞いだけで間に合わせの管制センターを建設した。

最初の SR-270 は 1941 年 7 月に稼働を開始し、11 月までにバーグクイストは小規模なチームを編成しただけでしたが、オアフ島の周りに 4 台の SCR-270-B と 1 台の予備からなるリングを構築することができました。レーダーは、中央北岸 (ハレイワ)、オパナ ポイント(北端)、北西部の最高地点であるカアラ山、およびココ ヘッドの南東隅に設置されました。ただし、当初は実際の通信システムや報告チェーンは設定されていませんでした。ある時点で、1 台の操作員は、少し離れたガソリン スタンドから電話で報告するように指示されました。最終的には通信は改善されましたが、指揮系統は改善されませんでした。また、ショート将軍の明確な命令により、レーダー ステーションは 1 日 4 時間のみ運用され、毎日午前 7 時までにシャットダウンされることになりました。^{[6] : 225}

SCR-270 シリアルナンバー 012 は、1941 年 12 月 7 日の朝、ハワイのオパナ ポイントに設置され、2 人の二等兵、ジョージ エリオットとジョセフ ロッカードによって操作されました。このセットは、その朝 7 時にシャットダウンされるはずでしたが、朝食に連れて行く予定のトラックが遅れたため、兵士たちは追加の訓練時間を取ることにしました。7:02 に、彼らは130 マイル (210 km) の距離からオアフ島に接近する航空機を感知し、ロッカードはフォート シャフターの情報センターに電話をかけ、「北から 3 地点東に多数の航空機が飛来」と報告しました。報告を受けたオペレーターは、オペレーターがそのようなことは見たことがなく、「非常に大規模な飛行」だったと強調したことを再度伝え、情報を伝えました。

この報告は、経験も訓練も不十分な士官、カーミット・タイラーに伝えられた。彼はわずか1週間前に着任していた。彼は、その朝、米国から到着したB-17の編隊を探知したと思った。編隊にはB-17が6機しかいなかったので、これだけではレーダーエコーの大きさを説明できなかった。士官は技術をほとんど理解しておらず、レーダー操作員はB-17編隊（およびその規模）を認識しておらず、B-17には敵味方識別（IFF）システムも、英国がバトル・オブ・ブリテンで開発したような遠くの友軍を識別するための代替手順もなかった。彼らが探知した日本軍の航空機は55分後に真珠湾を攻撃し、米国の第二次世界大戦への正式な参戦を促した。

北向きの飛行隊の方向は、役に立つまでに間に合わなかった。^[7]米艦隊は、攻撃がその方向から行われたと信じて、ハワイ南西を捜索したが、成果はなかった。今にして思えば、これは幸運だったかもしれない。なぜなら、もし米艦隊が優勢な日本空母艦隊と交戦しようとしていたら、真珠湾の艦船と同じ運命をたどり、膨大な損害を被っていたかもしれないからだ。

オアフ島のレーダーは攻撃後すぐに24時間体制で稼働した。^[7] 日本軍の攻撃後、イギリス空軍はワトソン・ワットをアメリカに派遣し、防空技術について軍に助言することに同意した。特にワトソン・ワットは、レーダーの性能について指揮官のあらゆるレベルでの一般的な理解の欠如に注意を向けさせた。レーダーは「航空機であるかどうかわからない標的を瞬時に観測する」奇妙な装置とみなされることが多かった。陸軍航空隊本部の防空部長ゴードン・P・サヴィル将軍は、ワトソン・ワットの報告書を「我々の警戒サービス全体に対する痛烈な告発」と呼んだ。

フィリピンでは、極東空軍は真珠湾の防衛空軍ほど良い成績を収められなかった。極東空軍は5機のSR-270Bを保有していたが、1941年12月8日に稼働していたのは2機のみで、そのうち1機はカビテ海軍基地に拠点を置く第4海兵連隊の海兵隊航空警戒派遣隊であった。11月29日、海外のすべての司令部に送られた戦争警報に応えて、レーダー派遣隊は3交代制で継続的な監視に出た。^{[6] : 225} イバにあるAAFの運用レーダーから敵の飛行は正確に探知されていたが、指揮系統の混乱により、フィリピンの防衛戦闘機の多くも地上で捕らえられ、破壊された。米国本土以外では最も集中していたB-17(19)も同様であった。イバの部隊は12月8日のイバへの最初の攻撃で破壊された。初日を終えて、極東空軍の有効な打撃力は破壊され、戦闘機力は大幅に減少した。海兵隊部隊は1942年1月にバターンに撤退し、そこでSCR-268対空砲照準レーダーと連携して、原始的な飛行場から活動するP-40の小規模な分遣隊に航空警戒を提供するために効果的に運用されました。^{[8] : 48}

空襲に対して脆弱な施設^{[例が必要]}の防衛を担当する主要な指揮官^{[誰? ]}は、彼らが所有する防空資産の必要性と能力、そしてそれらの防衛にとってレーダーがいかに重要かを理解していませんでした。その脆弱性は戦争ゲームでよく示されました。特に、パナマ運河の水門を全滅させたアメリカ海軍の第9艦隊演習や、 1932年に真珠湾艦隊が150機の航空機による模擬攻撃で壊滅した第13艦隊演習です。 ^[9]

1942年6月のミッドウェー島では、サンド島の西端にSCR-270のアンテナと小屋^{[10]が設置されていた[11] 。}ミッドウェー海戦の間、このレーダーは島に日本軍の空襲を警告するために使用され^[10]、その後の戦闘機の迎撃を成功させたが、島のレーダーはその後の戦闘における主な空母戦闘部分では重要な役割を果たすことはなかった。

1942年、ニューファンドランド自治領にアメリカ陸軍がNSアルジェンティア、マクアンドリュー空軍基地、アーネスト・ハーモン空軍基地、カナダ空軍トーベイを防衛するため、SCR-271を搭載した5つの早期警戒レーダー基地を建設した。^[12]ケープ・スピア（プライム）、エリストン・リッジ（デュオ）、セント・ブライズ（トリオ）、フォーゴ島（クアッド）、アランズ島（シンコ）の各基地には、ペッパーレル空軍基地のニューファンドランド基地司令部 の作戦統制下にある第685航空警戒飛行隊が配置された。^{[13] [14]}

SCR-270 の動作の鍵は、主水冷式 8kW 連続/100kW パルス送信管でした。初期の例は手作業で製造されましたが、 1938 年 10 月にウェスティングハウス社と契約し、ウェスティングハウス社では「WL-530」、通信部隊タイプ番号は「VT-122」として量産バージョンを提供しました。^[15] これらのうち 2 つは 1939 年 1 月に到着し、その夏の陸軍演習での使用に間に合うように最初の SCR-270 に組み込まれました。陸軍が最終的な生産のために追加契約を申し出たため、いくつかの改良されたコンポーネントが続きました。

オリジナルの -270 は、無線機器とオシロスコープ用の K-30 運用バン、K-31 ガソリン燃料発電トラック、K-22B フラットベッド トレーラー、および K-32 原動機の 4 台の車両パッケージで構成されていました。アンテナ折りたたみマウントは井戸掘削用のデリックから派生したもので、移動のためにトレーラーに取り付けられていました。開くと高さ 55 フィート (17 m) になり、アンテナを回転させるモーターを含む幅 8 フィート (2.4 m) のベースに取り付けられていました。アンテナ自体は、反射器で裏打ちされた 36 個の半波長ダイポールで構成され、3 つのベイに配置され、各ベイには 12 個のダイポールが 3 段の高さと 4 段の幅のスタックに配置されていました (SCR-270 の後期生産バージョンでは、32 個のダイポールと反射器が使用され、幅 8 段の高さ (固定) または幅 4 段の高さ (移動) でした)。

使用時には、アンテナは作戦車からの指令によってスイング（回転）され、方位角はアンテナターンテーブルに描かれた数字を双眼鏡で観察して読み取った。最大回転速度は1分間に1回転であった。レーダーは106MHzで動作し、パルス幅は10～25マイクロ秒、パルス繰り返し周波数は621Hzであった。波長は約3メートル（9フィート）で、SRC-270は当時イギリスで開発されていたチェーンホームシステムに匹敵するものの、ドイツで開発されていたより先進的なUHFヴュルツブルクレーダーには及ばなかった。この波長は飛行機のプロペラとほぼ同じ大きさで、角度によっては強力な反射波を返してくれるため、実用的であることが判明した。一般に、その動作範囲は約150マイル（240km）で、その範囲で一貫して航空機を捕捉した。 9 人の現場作業員は、シフト チーフ、オシロスコープ オペレーター 2 名、プロッター 2 名、技術者 2 名、電気技師 2 名で構成されていました。

機密解除された米軍文書「米国レーダー - 戦術的用途別に分類された利用可能な機器の運用特性」には、SCR-270-D の性能統計、具体的には「海面平坦な場所に設置した場合、指定された高度で飛行する単一の爆撃機の最大範囲」が記載されています。

SCR-270システムの構成要素は以下の通りである。^[16]

送信機は、高出力プッシュプル共振線発振器として構成されたデュアルWL530水冷三極管を使用しました。^[17] WL530のグリッドはキーヤー出力に接続され、高い負のバイアス電圧を提供しましたが、これは621Hzパルスによって中断され、WL530のグリッドを導通させ、RFパルスを生成できるようにしました。アンテナへの伝送線は、フィラメント共振線のタップに接続されていました。

前述のように、キーヤー/モジュレーターは、キーヤーが 1 秒間に 621 回生成する短い正のパルスを除いて送信管をカットオフ状態に保つグリッド バイアス電圧を生成しました。621 Hz の周波数は、内部発振器または外部ソース (通常はオシロスコープ) から生成されます。キー出力段は、直列に接続された 2 つの 450TH パワー三極管で構成され、最終段はカソード フォロワとして構成されています。

受信機はスーパーヘテロダイン設計で、最初のRFアンプとして高出力832デュアルテトロード、2番目のRFアンプ段としてRCA 1630軌道ビームヘキソド電子増倍管^{[18]が使用されています。局部}発振器にはフロントパネルのチューニング調整機能が付いています。受信機の感度コントロールはオシロスコープ上にリモート配置されています。2つのRFアンプ段と4つの20MHz IFアンプ段は、オシロスコープの表示画面をノイズで埋め尽くすほどのゲインを生み出すことができます。^{: 106}

SCR-270 の重要な革新は、送信受信 (TR) スイッチでした。SCR -270 と多くの技術を共有していたSCR-268サーチライト制御レーダーは、送信と受信に別々のアンテナを使用していました。特定のサイズで最大のアンテナ利得を得るには、両方の機能に同じアンテナを使用するのが望ましいです。1 つの障害は、送信機によって生成される高電力パルスから受信機を保護する必要があることです。これは、送信ラインの「トロンボーン」調整セクションにスパークギャップを配置することで解決しました。高電圧電力パルスによってスパークが発生し、ラインが短絡して共振スタブが作成され、パルスエネルギーのほとんどが受信機に到達できなくなります。

オシロスコープ ( A スコープ) ディスプレイには、 1939 年に発売された最初の商用RCAテレビである TRK-5 で使用されたものと同じ、直径 5 インチの 5BP4ブラウン管が使用されていました。スイープは通常、キーヤーも駆動する内部の 621 Hz 発振器から生成されますが、外部ソースを使用することもできます。スイープ信号は、前面パネルの大きなハンドホイールで制御される較正済みの位相シフターを通過します。送信パルスと受信パルス間の遅延は、送信パルスを画面上の細い線の下に配置し、ハンドホイールを調整して受信パルスがその線の下になるようにすることで正確に測定できます。

2 本の高出力 WL-531 整流管が、0.5 A で最大 15 kV の調整可能なプレート電圧を送信機に供給しました。送信機はパルス型であるため、少量のフィルタリングが必要でした。

RU-4 は、WL530 高出力三極管に 3 回蒸留した冷却水を循環させ、戻り水を送風機で冷却しました。3 回蒸留した水は、真空管の陽極にかかる高電圧からの漏れ電流を最小限に抑えるために使用されました。

後期のユニットには、セクターを繰り返しスキャンできるアンテナ ステアリング コントロール システムが組み込まれました。さらに後期のシステムでは、現代のレーダーのように、平面位置インジケーターと併用するために、アンテナを 5 RPM で回転させる追加のコントロールが追加されました。

この発電機はLeRoiガソリンエンジンで駆動され、15KVAの電力を生産することができました。

軍で使用された後、パールハーバーユニット（シリアル番号012）はサスカトゥーンのサスカチュワン大学に貸与され（2台目のユニットと共にオタワの国立研究会議に貸与された）、その歴史を知らなかった同大学は1949年に初めてオーロラの撮影にこのユニットを使用した。この技術は1950年にネイチャー誌に発表され、しばらくの間活発な研究分野となった。1990年、このレーダーが何年も放置された後、同大学は電話を受け、このレーダーの歴史的性質を知り、保存のために米国に送り返すよう要請された。現在、このレーダーはボルチモア近郊の国立電子博物館に所蔵されている。^[19] 修復されていない2台目のユニットはフォート・シルの米陸軍防空砲兵博物館のコレクションにあり、2020年に修復される予定である。

• 米国通信部隊の車両一覧
• 信号部隊無線
• G 番号
• SCR-270 で使用されるAN/CPS-4 レーダー高度計
• プロジェクトダイアナ

書籍

ジャーナル

技術マニュアル

ウィキメディア・コモンズには、 SCR-270 レーダーに関連するメディアがあります。

• オパナレーダーに関する目撃証言
• イギリスのチェーンホーム第二次世界大戦のレーダーに関する情報
• SCR-270を含む第二次世界大戦のレーダーに関する情報
• 米国レーダー、戦術的用途別に分類されたレーダーの運用特性、FTP 217
• 歴史電子博物館 [1]

1942 年、ニュージャージー州ウォールにある [キャンプ エバンスのレーダー設置および保守学校] の SCR-271 の写真 http://www.campevans.org/history/radar/wwii-radar-array-scr-270-and-scr-271-cs-2005-12-08l

• http://www.ibiblio.org/hyperwar/USA/ref/FM/index.html FM 11-25
• http://www.monmouth.army.mil/historian/photolist.php?fname=Radar%2FSCR-270 SCR-270 の写真
• フォートブリス/ホワイトサンズのSCR270のフィルム[2]