SCR-270

SCR-270
SCR-270：真珠湾攻撃機を感知したモデルに類似（実際のオパナアンテナは、ここに示されている8×4ではなく、縦9×横4のダイポールアンテナでした）。アンテナの方向を示す目盛りが底面に見られます。
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
PRF621 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、実用化された初期の早期警戒レーダーの一つです。第二次世界大戦中、アメリカ陸軍の主力長距離レーダーとして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が接近する空襲を検知したことから、真珠湾レーダーとしても知られています。

移動型のSCR-270と固定型のSCR-271の2つのバージョンが製造された。SCR-271は同じ電子回路を搭載しているが、解像度がやや高いアンテナを採用していた。改良型のSCR-289も製造されたが、ほとんど使用されなかった。SCR-270型は最終的に、ティザード作戦中に米国に導入された空洞マグネトロンをベースとした新型マイクロ波ユニットに置き換えられた。第二次世界大戦で実戦に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 ]

レーダーの構築

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年代後半から既にいくつかのレーダー構想の実験を行っていた。陸軍は主に赤外線探知システム（当時人気のあったアイデア）に注力していたが、1935年にブレアのもとに新しく着任したロジャー・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。通信主任士官ジェームズ・B・アリソンの支援を得て、彼らは少額の資金を集め、一部を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。[ 3 ]

1936年12月までにワトソンのグループは3メートルの試作機を完成させ、陸軍長官へのデモンストレーションで夜間に無灯火の爆撃機を探知した。そして1938年には1.5メートルの試作機をハップ・アーノルドにデモンストレーションした。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既知の地点まで飛行するよう指示されていたが、合意した時間に発見できなかった。そこでレーダー操作員が爆撃機を捜索し、予定位置から遠く離れた場所で発見した。後に風で爆撃機の進路が外れたことが判明し、単なるデモンストレーションのはずが現実世界のレーダーによる位置特定と追跡の例証となった。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。[ 3 ]

1937年4月、パナマ運河地帯（CZ）の陸軍航空隊追撃飛行隊の将校、デイビス中尉は、通常の指揮系統を介さずに、アメリカ陸軍通信司令官（CSig.）に「航空機無線探知装置」の要請を送った。SCR-268はこの要請にはあまり適しておらず、5月のデモンストレーション後、再び長距離ユニットの要請を受けた。今度は「ハップ」・アーノルドから1937年6月3日付の書簡が届いた。

その後まもなく、通信部隊は自らのレーダー作業がドイツのスパイに監視されていることを懸念し、開発拠点をニューヨーク湾下流沿岸の砲兵防衛拠点であるサンディフック砦のハンコック基地に移しました。移転後、航空部隊の要請に基づき、後に（1940年に）「無線機SCR-270」として知られることになるものの開発が直ちに開始されました。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、SCR-268の完成は遅れました。

展開と理解不能

非携帯型：キャンプ・エバンスのSCR-271 [ 4 ]
ニューギニアのSCR-270は、オアフ島オパナで日本軍の攻撃機を探知したのと似たものであった。

非携帯型のSCR-271-A、シリアルナンバー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。最初の試験走行では、117マイル（188 km）の距離から旅客機を捕捉しました。2台目のレーダーは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のレーダーカバーを可能にしました。ウェスティングハウス社は急速に生産を増強し、1941年末までに100台を生産しました。

1941年4月、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、ニューヨーク州ミッチェルフィールドの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・チェイニー准将を長とす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。 [ 5 ] : 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軍の将軍たちと話し合い、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。[ 6 ]

SCR-270の使用と戦闘機迎撃との統合・連携に関する訓練において、学校は高いレベルの注目と優れた指導力を発揮したにもかかわらず、陸軍はこの訓練を受けた下級将校への支援を怠った。防空には、複数の部隊に分散した資産を直接管理する必要があり、対空砲、レーダー、迎撃機は統一された指揮下になかった。これは、ロバート・ワトソン＝ワットが戦前に指摘した主要な問題の一つであった。当時、初期の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、そのデモンストレーションは滑稽なほど失敗に終わった。ダウディングは統一指揮の重要性をよく理解していたが、この認識は米陸軍の組織構造に変化をもたらすことはなかった。

真珠湾攻撃前のハワイのSCR-270レーダー

ケネス・バーグクイスト陸軍少佐は、ミッチェルフィールド学校に通った後、ハワイに戻り、協調システムを設立するつもりだったが、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、元の戦闘機部隊に再配属された。不可解な装備品が登場し始めてから、陸軍はバーグクイストを戦闘機部隊から戻し、到着した装備品を組み立てるのが彼の仕事だと告げた。ハワイの防衛を担当する司令官、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ほとんど把握していなかった。稀な場合を除いて、防空システムを設立するという目標を支援したり、協力したりする意欲はほとんどなかった。バーグクイストは、他のやる気のある若い将校数名とともに、許可なく、ただ物乞いをして、間に合わせの管制センターを自らの判断で建設した。

最初の SR-270 は 1941 年 7 月に運用を開始し、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、オアフ島の周囲に 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、および南東端のココ ヘッドに設置されました。ただし、当初は実質的な通信システムや報告チェーンは構築されていませんでした。ある時点で、1 台のレーダーの操作員は、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 時までに停止されることになりました。[ 7 ] : 225

真珠湾攻撃の朝に使用

1941年12月7日早朝、オパナのSCR-270オペレーターによって作成された計画

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、ジョージ・エリオットとジョセフ・ロッカード二等兵によって運用されました。設置は午前7時に停止される予定でしたが、朝食に向かう予定だった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時2分、彼らはオアフ島から130マイル (210 km) の距離から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、「北から東の3地点から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、オペレーターがこ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ました。

1941年12月7日、オアフ島に接近する日本軍機を映したSCR-270ディスプレイ

その報告は、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。彼はわずか一週間前に着任していたばかりだった。彼は、その朝アメリカから到着したB-17の編隊を探知したと思った。その編隊には B-17 が 6 機しかいなかったので、そ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 IFF (敵味方識別) システムも、イギリスがバトル・オブ・ブリテン中に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、これがアメリカの第二次世界大戦への正式な参戦のきっかけとなった。

帰還飛行隊の北方位は、役に立つまでに間に合わなかった。[ 8 ]米艦隊はハワイ南西方面を捜索したが、無駄に終わった。攻撃はそこから開始されたと考えたからだ。今にして思えば、これは幸運だったのかもしれない。もし彼らが優勢な日本空母艦隊と交戦しようとしていたら、真珠湾攻撃の艦隊と同じ運命を辿り、甚大な損害を被っていた可能性があったからだ。

余波

オアフ島のレーダーは攻撃直後から24時間体制で稼働した。[ 8 ] 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、軍の防空技術に関する助言を行うことに同意した。特にワトソン＝ワットは、レーダーの性能に関するあらゆる指揮官レベルの理解不足を指摘した。レーダーはしばしば「航空機かどうかわからない標的を瞬時に観測する」奇妙な装置と見なされていた。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「我々の警戒システム全体に対する痛烈な告発」と呼んだ。

1942 年、ガダルカナル島の戦いで海兵隊早期警戒派遣隊が使用した SCR-270 の写真。

第二次世界大戦におけるSCR-270レーダーの他の場所での使用

フィリピン

フィリピンでは、極東空軍の戦績は真珠湾の防衛軍と大して変わらなかった。極東空軍は SR-270B を 5 機保有していたが、1941 年 12 月 8 日時点で稼働していたのは 2 機のみで、その 1 機はカビテ海軍基地に拠点を置く第 4 海兵連隊の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入った。[ 7 ] : 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大規模の B-17 (19 機) の集中も破壊された。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、戦闘機の戦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対空砲射撃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報を提供することに成功した。[ 9 ]：48

沖縄戦後の沖縄の第6警戒飛行隊のSCR-270レーダー。

空襲に脆弱な施設[ 10 ]の防衛を担当する主要な指揮官たちは、自らが保有する防空資産の必要性と能力、そしてレーダーがそれらの防衛にとっていかに重要かを理解していませんでした。その脆弱性は、特にパナマ運河の閘門を壊滅させたアメリカ海軍第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させられた第13艦隊演習といった軍事演習で、戦争演習において十分に実証されました[ 11 ]。

ミッドウェイ

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[ 12 ]が設置されていた[ 13 ] 。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[ 12 ]、その後の戦闘機の迎撃をうまく指揮したが、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。

ニューファンドランド

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基の早期警戒レーダー基地を建設した。[ 14 ]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 の運用統制下にある第685航空警戒飛行隊が駐留した。[ 15 ] [ 16 ]

技術的な説明

SCR-270運用バンのコンポーネント

SCR-270の動作の鍵は、主となる水冷式の8kW連続/100kWパルス送信管でした。初期のものは手作業で製造されていましたが、 1938年10月にウェスティングハウス社と契約を結び、ウェスティングハウス社では「WL-530」、通信部隊では「VT-122」という名称で量産型が供給されました。[ 17 ] このうち2機が1939年1月に到着し、同年夏の陸軍演習に間に合うように最初のSCR-270に組み込まれました。その後、陸軍が最終的な量産に向けて追加契約を申し出たことで、いくつかの改良部品が続きました。

オリジナルの -270 は、無線機器とオシロスコープを搭載した K-30 運用バン、ガソリン燃料発電トラック K-31、K-22B フラットベッド トレーラー、および K-32 牽引車の 4 台の車両パッケージで構成されていました。アンテナの折りたたみ式マウントは井戸掘り用のやぐら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 メートル) になり、アンテナ回転用モーターを含む幅 8 フィート (2.4 メートル) 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、4 段のスタックに配置されていました (SCR-270 の後期生産型では 32 個のダイポールと反射器が使用され、幅 8 段、高さ 4 段 (固定)、または幅 4 段、高さ 8 段 (移動))。

使用時には、アンテナは作戦車からの指令でスイング（回転）され、方位角はアンテナターンテーブルに書かれた数字を双眼鏡で観察することで読み取った。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サイズで、角度によっては強い反射波を返してくれるため有用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 人からなる現場作業員チームは、シフト チーフ 1 名、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。

航空機の指示高度における最大航続距離
高度 1,000フィート（300メートル） 5,000フィート（1,500メートル） 20,000フィート（6,100メートル） 25,000フィート（7,600メートル）
範囲 20マイル（32 km） 50マイル（80キロ） 100マイル（160 km） 110マイル（180 km）

コンポーネント

SCR-270システムの構成要素は以下の通りであった。[ 18 ]

送信機 BC-785

送信機は、高出力プッシュプル共振線路発振器として構成されたWL530水冷三極管2個を使用していた。[ 19 ] WL530のグリッドはキーヤー出力に接続され、高い負バイアス電圧を供給した。この電圧は621Hzパルスによって遮断され、WL530のグリッドを導通状態にすることでRFパルスを発生させた。アンテナへの伝送線路は、フィラメント共振線路のタップに接続されていた。

キーヤー BC-738

前述のように、キーヤー／モジュレーターは送信管にグリッドバイアス電圧を生成し、キーヤーが1秒間に621回生成する短い正パルスを除き、送信管をカットオフ状態に維持します。621Hz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、450THのパワー三極管2個を直列に接続したもので、最終段はカソードフォロワとして構成されていました。

受信機 BC-404

受信機はスーパーヘテロダイン方式で、高出力832デュアル四極管を第1RF増幅器として、RCA 1630軌道ビーム六極管電子増倍管[ 20 ]を第2RF増幅器段として採用している。局部発振器には前面パネルの同調調整機能が搭載されていた。受信機の感度調整機能はオシロスコープ上に設置されていた。2つのRF増幅器段と4つの20MHz中間周波増幅器段は、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た。

送受信（TR）スイッチ

BC-403-C オシロスコープ

SCR-270における重要な革新は、送受信（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サーチライト管制レーダーは、送信と受信に別々のアンテナを使用していました。一定のサイズでアンテナ利得を最大化するには、両方の機能に同じアンテナを使用することが望ましいです。1つの障害は、送信機から発生する高出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、伝送線路の「トロンボーン」同調部にスパークギャップを設けることで解決されました。高電圧電力パルスはスパークを発生させ、伝送線路を短絡させて共振スタブを形成し、パルスエネルギーの大部分が受信機に到達するのを妨げていました。

オシロスコープディスプレイ BC-403

オシロスコープ（Aスコープ）のディスプレイには、直径5インチの5BP4ブラウン管が採用されていました。これは、1939年に発売された最初の商用RCAテレビであるTRK-5に使用されていたものと同じタイプです。スイープ信号は通常、キーヤーも駆動する内蔵の621Hz発振器から生成されていましたが、外部ソースを使用することもできました。スイープ信号は、前面パネルの大型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した。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ヘアラインの下に置き、受信パルスがヘアラインの下になるようにハンドホイールを調整することで正確に測定できました。

高電圧整流器 RA60-A

2本の高出力整流管WL-531は、0.5Aで最大15kVの調整可能なプレート電圧を送信機に供給しました。送信機はパルス駆動であるため、少量のフィルタ処理が必要でした。

ウォータークーラー RU-4A

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回蒸留水を使用することで、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ました。

アンテナ制御ユニット BC-1011

後期型ユニットには、セクターを繰り返し掃引できるアンテナステアリング制御システムが組み込まれました。さらに後期型システムでは、現代のレーダーと同様に、平面位置指示器と併用するために、アンテナを5rpmで回転させる制御が追加されました。

ジェネレータ

この発電機は、LeRoi ガソリン エンジンによって駆動され、15 KVA の電力を生成できました。

保存

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）はサスカトゥーンにある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も貸与された）、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を撮影するためにそれを使用した。その技術は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。レーダーが何年も放置されたままになっていた1990年、同大学はレーダーの歴史的性質を知らせる電話を受け、保存のために米国に送り返すよう要請された。現在、そ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。[ 21 ]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年に修復が行われる予定である。

参照

参考文献

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さらに読む

本
  • バートシュ、ウィリアム・H. (2003). 『1941年12月8日：マッカーサーの真珠湾攻撃』テキサスA&M大学出版局. ISBN 1-58544-246-1。
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。

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・保守学校にある SCR-271 の写真http://www.campevans.org/history/radar/wwii-radar-array-scr-270-and-scr-271-cs-2005-12-08l

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