エストッピーDシリーズ
アメリカの爆撃照準器シリーズ
マーティンMB-2爆撃機の爆撃照準窓に取り付けられたエストッピーD-1 。この場合、風を考慮して照準器は右に回転している。

エストッピーD シリーズは、1922 年の D-1 から始まり、アメリカ陸軍航空隊のマクック飛行場のジョルジュ エストッピーが開発した戦間期の爆撃照準器のシリーズです。主な特徴は、飛行機が操縦しているときでも爆撃照準器が地面に正しく向くように振り子を使用し、乱気流で照準器が揺れないようにダッシュポットを使用していることです。

1923年の試験において、D-1はアメリカ海軍のマークIIIや陸軍のマークIよりも精度が高く、ミシュラン製の旧設計爆撃照準器の2倍の精度であることが証明されました。その後、いくつかの小規模な改良が重ねられ、1925年には最初の広く使用された量産型D-4が誕生しました。D-4は数百台が製造されました。この設計は当時としては最先端のものでしたが、それでも精度が悪く、高度8,000フィート（2,400メートル）を超えると役に立たないほどでした。

1931年のD-7はD-4と類似していたが、夜間使用のための照明、パイロットに旋回方向を知らせる自動操縦方向指示器、タイミングを改善する自動爆弾投下機能が追加されていた。D-7は効果的であったが、陸軍は命中精度が飛躍的に向上したスペリー爆撃照準器への移行を計画していた。スペリーは量産が困難であることが判明し、1938年に陸軍はD-4のより基本的な改良型であるD-8の追加生産を発注した。D-8はDシリーズの中で最も多く生産された型で、1万台強が製造され、その大部分はレンドリース計画の下でソ連に引き渡された。

エストッピーは、自身の構想に対するロイヤルティをめぐって、陸軍および海軍と長く激しい法廷闘争を繰り広げました。設計のほとんどは彼が航空隊に勤務していた間に制作されたため、ロイヤルティを受け取る資格はありませんでした。1926年に軍を退役すると、彼はすぐに陸軍と海軍の両方にロイヤルティを要求し始め、最終的に数千ドルを受け取りました。

歴史

初期の爆撃照準

初期の爆撃照準器は、所定の高度から投下された爆弾が前方に移動する距離しか計算できませんでした。これらのシステムを使用するには、まず航空機の進路を、地上の物体の横方向への移動がなくなるまで変更します。これは、航空機が風向と同じ方向に飛行していることを示します。次に、速度と現在の高度を爆撃照準器に入力すると、指針が前後に動き、爆弾を投下する正しい地点を示します。爆弾は、目標が爆撃照準器の指示器を通過した時点で投下されました。[1]

風向に沿ってまっすぐに近づいている場合でも、風速は地面に対する速度を増減させる影響を与えます。爆弾は対気速度と高度に基づいて一定の距離を前進するため、対気速度と対地速度の差により、その距離だけ爆弾が長くまたは短く落下することになります。たとえば、ある爆弾が特定の高度から地面に到達するのに20秒かかり、飛行機が時速150キロメートル（93マイル）で飛行している場合、爆弾は着弾するまでに830メートル（2,720フィート）前進します。飛行機が機首に時速20キロメートル（12マイル）の風を受けて飛行している場合、対地速度はわずか130キロメートル/時であり、この場合、爆弾はわずか720メートル（2,360フィート）しか移動せず、100メートル以上外れます。[1]

当時の解決策は、航空機が目標に接近する際にストップウォッチを使用するというものだった。爆撃手は接近線に沿って地上の適切な物体（目標自体でもよい）を選び、それが照準器上に固定角度で設置された2つのマーカーを通過する時間を計測する。対地速度は、時刻と高度の表で速度を調べることで計算できるが、一部のシステムではこの作業をある程度自動化していた。この計測は容易な作業ではなかった。特に、これらのシステムのほとんど全ては、パイロットが照準器を通して下を向きながら機体を水平に保とうとしながら操作する必要があったためである。計測中に機体の角度が数度でも変化すると、計測結果は無意味になってしまう。[1]

D-1

ジョルジュ・ルイ・エストッペは1916年にアメリカ合衆国に移住し、すぐにこれらの問題に対処する新しい爆撃照準器の開発に着手しました。エストッペは振り子を用いて照準器を地面に対して垂直に保ち、さらにダッシュポットを用いて照準器の動きを安定させることで、移動後に照準器が揺れ動くのを防ぎました。彼は第一次世界大戦中にこの構想に関する3つの特許を申請し、ニューヨークにムサ・エストッペ社を設立して照準器の製造を行いました。彼は1919年3月に特許を取得しましたが、同社は1921年に倒産しました。[2]

エストッピーはその後、マクック飛行場の航空技術部門に赴任し、そこで設計の改良を続け、1922年に最初の量産型であるD-1を発表した。アバディーン性能試験場での陸軍の試験では、標準条件下で80%の命中率を記録し、「旧式の海軍マークIIIや陸軍マークIA照準器よりもはるかに高い精度」を示し、「ミシュランの2倍の精度」を示した。海軍もこの結果に感銘を受けたが、カール・ノルデンが独自に開発したマークIIIの安定性向上を待つ間、少数のD - 1を運用するにとどまった。この結果、16機のD-1が発注され、そのうち2機が海軍に送られた。1923年にはUSSバージニアとUSSニュージャージーを対象とした試験が行われ、さらに100機が発注され、そのうち14機が海軍に送られた。[2]最終的に、パイオニア・インストゥルメント社が陸軍向けに114台、エバーハート・スチール社が海軍向けに14台を生産した。 [3]

D-1の使用法は、ミシュランのような初期の爆撃照準器とほとんど変わりません。爆撃手はまず、垂直の金属ワイヤーに対する標的の動きを観察し、パイロットを左右に誘導します。横方向のドリフトが止まるのを確認したら、標的がワイヤーに沿って動き、2本の水平ワイヤー（「トップワイヤー」と「タイミングワイヤー」）で区切られた線を横切るまで観察します。次に、左手でクランクを回し、タイミングワイヤーを後方に動かします。航空機が前進する際に、ワイヤーが標的の真上に留まるように調整します。クランクは同時に後方照準ワイヤーも同速度で前進させます。時計が15秒を指した時点でクランクを止め、対地速度を測定します。この測定により、上部ワイヤーは対地速度を考慮に入れた位置に配置されます。その後、上部ワイヤーが下部の「レンジワイヤー」と一直線になるまで観察を続け、その瞬間にワイヤーは落下します。[4]

基本的なアップデート、D-4

ストップウォッチを使って落下時間を計るのは実際上困難であることが判明したため、エストッピーはD-2用の自動タイマーの開発に着手した。エンジニアリング部門は1925年にパイオニアから3台の試作機を購入した。D-2の物理的レイアウトはD-1とは大きく異なり、照準器は大きなU字型の計算機の中央に配置されていた。2台のD-3では、D-2の振り子システムがスペリー・ジャイロスコープ社のジャイロスコープ・プラットフォームに置き換えられた。どちらの設計も、D-1に比べて本格的な生産に十分な進歩を遂げることはできなかった。[4]

一方、運用開始当初、D-1は搭乗員の乱暴な扱いに耐えられないほど脆弱であることが判明した。搭乗員は機体の出入りの際に爆撃照準器をハンドル代わりにすることが多く、これがD-4の開発につながった。D-4はより堅牢で自動タイミングシステムも備えていた。初期のモデルと酷似していたため、試作機3機が発注され、すぐに納入されたが、陸軍は改良点が小さすぎると判断し、生産開始は見送った。当時、より高度な設計を待っていた陸軍にとって、この試作機は生産開始の検討材料にはならなかった。しかし、これらの高度な設計は実現に至らず、その後5年間で陸軍はD-4を複数回発注し、合計230機を生産した。海軍は低高度作戦用にさらに40機を追加発注した。[4]陸軍は1926年にD-4を実戦配備した。[5]

D-4のタイミングシステムは操作を大幅に簡素化しました。一定時間の動きを計測し、それに基づいて必要なセットアップを計算するのではなく、システムが自動的に実行しました。爆撃手はタイマーが減るにつれてクランクを回すだけで、タイマーが切れるとクランクが自動的に切断され、照準器が正しい角度に調整されました。[4]

新しい概念

エストッピーは、当初のコンセプトに細かな改良を加えただけでなく、全く新しい設計にも取り組みました。その最初の、そして最も発展した設計がD-5で、投下時間を計測するために新しい「同期式」または「タコメトリック式」のコンセプトを採用しました。地上速度をストップウォッチで直接計測していた以前の設計とは対照的に、この設計ではボールとディスクを用いた積分システムによって速度が計測されました。爆撃手はまず、通常は航法士による過去の計測値に基づいて風速と風向の推定値を入力します。これにより、低倍率の望遠鏡である照準器が動き始め、地上の物体を追尾します。爆撃手はダイヤルを回して方向または速度を調整し、照準器内で物体が静止しているのを確認できるまで調整します。この時点で、システムは対地速度と針路を非常に正確に計測していました。これは理論上は比類のない精度を約束したが、実際にはD-5はD-4よりも精度が劣ることが判明し、航空隊は「D-5照準器に関するこれ以上の実験作業は行わない」ことを勧告した。[6]

次に知られているバージョンはD-7で、D-4と基本的な機構は共通していましたが、いくつかの改良が加えられました。その中には、夜間使用に適した照明付き十字線照準システム、爆撃手が投下ボタンを押すまでの遅延を解消するために爆弾を適切なタイミングで自動投下するシステム、そして照準器を目標に向けるだけで操作できるパイロット方向指示器などがありました。これらは価値のある改良でしたが、スペリー社によるより先進的な設計の登場が間近に迫っていたため、当面D-7を購入する理由はありませんでした。[6]

D-8

このラインの最終開発はD-8で、スペリーS-1とノルデンMk. XVの生産遅延が続いていたため発注された。D-8は、シカゴのガートナー・サイエンティフィック社（現D-4）が当初製造したD-4のマイナーアップグレード版である。これにより、当時導入されていた新型機よりも高い速度と高度での運用が可能になった。[7]ガートナー社が手作業で組み立てた80機を納入した後、陸軍は真珠湾攻撃直後にナショナル・キャッシュ・レジスター社（NCR）に1機あたり200ドルで15,000機の生産契約を結んだ。ノルデンとの試験運用では、D-8は50発の爆弾投下に対し3発の命中率を記録したのに対し、ノルデンは50発中48発の命中率だった。陸軍はその限界を認識していたにもかかわらず、「他に照準器がない航空機」にD-8を投入した。[7]

陸軍はノルデンの早期納入を強く求め続けたが、海軍は他の工場での生産開始を躊躇した。ノルデンの主力工場の生産に支障をきたし、自軍の納入が遅れることを懸念したためだ。1942年11月11日の会議で、陸軍は、陸軍はノルデンを可能な限り調達し、即座に航空機に搭載しているのに対し、海軍は航空機よりも照準器の数が多く、ノルデンを倉庫に積み上げているだけだと不満を述べた。一方、海軍は特定の月に一定数の照準器を納入すると約束し、陸軍はそれに合わせて航空機の発注を調整するが、実際には異なる数量しか納入されず、1ヶ月以上生産する機会を逃すか、あるいはある航空隊員が「釘と針金で済むなら、この忌々しいD-8照準器」と呼んだような照準器を納入せざるを得なくなる。[8]

多大な議論と軍種間の対立の末、ノルデン問題は海軍がどうせ艦艇を攻撃できないという結論に至り、予想外の形で解決した。海軍は他の海軍航空部隊と同様に急降下爆撃機と雷撃機の活用に目を向け、艦艇に対する高高度爆撃は完全に断念した。生産はすべて陸軍に委ねられた。この頃、NCRはD-8をフル生産しており、月2,000機を納入していた。契約は1943年10月にキャンセルされたが、この時点で既に10,000機が生産されていた。これらはさらに2,000機のD-4Bと共に、レンドリースの一環としてソ連に送られた。[9]

訴訟

1924年、エストッピーは自身の設計に対するロイヤルティの支払いを要求した。航空軍司令官メイソン・パトリック少将は、設計・製造はエストッピーが航空軍に勤務していた間に行われたことを理由に、ロイヤルティの支払いを拒否した。エストッピーの契約には、最大7,500ドル（2024年時点で137,607ドル相当）までの7.5%のロイヤルティ支払いが認められていたが、これは彼が政府を去った後に販売された装置に対してのみ支払われることになっていた。エストッピーは1926年7月にロイヤルティの支払いを要求し、1927年には2,887ドル、1932年には2,600ドルの支払いを受けた。[6]

その後、彼の設計に基づく装置が製造されなくなったため、彼は海軍に目を向け、ノルデン・マークXIは「私の特許の開示内容と範囲に該当する」と主張した。海軍はこれに異議を唱え、マークXIを購入した理由は移動目標への攻撃を可能にするためであり、これは禁制品条約では解決できなかった点だと指摘した。それでも海軍は特許1,296,640号の使用料として2,000ドルを支払うことに同意した。[6]

説明

D-1、4、8は細部が異なるだけで、非常によく似たデバイスでした。この説明はD-4に基づいていますが、参考動画では後期型のD-8が紹介されており、こちらはわずかな違いしかありません。

Dシリーズ爆撃照準器は、航空機に固定された取り付けシステム、前方から伸びる指針を備えた長い湾曲した金属棒、そして爆撃照準器本体という3つの主要部分から構成されていました。取り付けシステムは、飛行前に爆撃照準器を航空機と水平にし、通常の飛行方向を向くように位置決めおよび回転させるために使用され、飛行後は使用されませんでした。別のシステムにより、飛行中に爆撃照準器全体が左右に回転することができました。長いC字型の棒は、機首に対する照準器の回転を示すためだけに使用されていました。D-8では、この指示器が照準器の後方に移動されました。[10]

爆撃照準器自体は長方形で、ハードカバーの本ほどの大きさでした。照準器はケースの右側に数本の細い金属線で構成されており、装置全体にわたって縦方向に伸びる長い線は、目標の動きと航空機の進路を比較するために使用されました。そして、投下時間を計るために水平方向に伸びる線が3本あり、縦方向の線のすぐ上の装置下部に2本、ケース上部に1本ありました。上部の照準器の反対側、ケースの左側には、小さな手回しハンドルが付いていました。[11]

爆撃機が目標地点に接近すると、爆撃手はまず縦方向のワイヤーに沿って照準し、ワイヤーが目標の上空に来るまで装置全体を左右に回転させます。ワイヤーに対する目標の相対的な動き、つまりドリフトを観察しながら、パイロットに旋回を指示するか、パイロット方向指示器を使用して、目標に対する横方向の動きが横からの風の影響を正確に打ち消す方向に機体を向けます。その時点で、目標は縦方向のワイヤーに沿ってまっすぐ移動しているのが見えます。[12]

ドリフトをゼロにした後、オペレーターはケース側面に印刷された表を参照します。この表には、その高度と現在の対気速度からのおおよその投下角度が記載されています。例えば、1,000ポンド汎用爆弾を高度20,000フィート（6,100メートル）、時速200マイル（320キロメートル）から投下する場合、目標が航空機の前方約40度にあるときに爆弾を投下する必要があります。[13]この角度を照準器に入力し、メインクランクを時計回りに後方に回してタイマーを巻き上げます。次に、別の表から爆弾が地面に到達するまでの時間をタイマーに入力します。[14]

爆撃照準器はこれで使用準備完了です。操作者はまず上照準器から前照灯までの線に沿って照準を合わせます。この線は当初40度の角度に設定されています。目標がこの線を通過すると、操作者はクランクを反時計回りに前方に回し始めます。これによりタイマーがスタートし、前照灯が後方に移動し始めます。航空機の前進運動によって目標が後方に移動しているのが見える間も、操作者はクランクを回し続けて十字線を目標に合わせ続けます。タイマーが切れると、クランクは自動的に照準器から切り離されます。これにより、爆弾が落下する際に移動する角度だけ照準器が移動し、対地速度を直接測定できます。[15]

この動作により、風の影響を考慮した上で、後部照準器は投下すべき適切な位置に留まります。操作者は視線を上面照準器から後部照準器までの線に沿って移動させ、目標がその線を通過した時点で爆弾を投下します。[16]

このシステムには、ケースの背面にダイヤルが備わっており、照準器を前後に動かすことで手動でタイミングを調整できました。これは、爆弾を一斉に投下するのではなく、一定期間にわたって分散投下したり、「トレイル」を設定したりといった調整に使用されました。トレイルとは、爆弾の設計によって弾道が異なるため、航空機の後方で爆弾が落下する距離のことです。[17]

参考文献

引用

  1. ^ abc コース1919、150ページ。
  2. ^ マクファーランド 1995、30ページより。
  3. ^ マクファーランド 1995年、212ページ。
  4. ^ abcd McFarland 1995、31ページ。
  5. ^ 「戦間期の爆撃照準器の発展」アメリカ空軍国立博物館。
  6. ^ abcd McFarland 1995、32ページ。
  7. ^ マクファーランド 1995年、137ページより。
  8. ^ マクファーランド 1995年、141ページ。
  9. ^ マクファーランド 1995年、138、214頁。
  10. ^ ムーア 2016, 2:10.
  11. ^ ムーア 2016、0:50。
  12. ^ ムーア 2016、2:00。
  13. ^ ムーア 2016, 3:00.
  14. ^ ムーア 2016, 3:25.
  15. ^ ムーア 2016, 5:00.
  16. ^ ムーア 2016, 5:50.
  17. ^ ムーア 2016, 0:58.

参考文献

  • マクファーランド、スティーブン・リー（1995年）『アメリカにおける精密爆撃の追求 1910-1945年』スミソニアン協会出版局、ISBN 978-1-56098-407-8。
  • アメリカ海軍航空整備士訓練システム（その他整備部隊向け）：砲手補佐装甲員コースのコースマニュアル。アメリカ海軍ガスエンジン学校。1919年。

その他のメディア

  • ムーア、ウィスターモ（2016年7月23日）Estoppey D-8。
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