潜望鏡
潜望鏡の原理。左の潜望鏡は鏡を使用し、右の潜望鏡はプリズムを使用しています。a鏡 bプリズムc 観測者の目
レンズ潜望鏡の原理。2つの潜望鏡は像を正立させる方法が異なります。左の潜望鏡は正立プリズムを使用し、右の潜望鏡は正立レンズと第2像面を使用します。a 対物レンズb視野レンズc像正立レンズ d接眼レンズe観察者の目のレンズ f直角プリズム g像正立プリズム

潜望鏡は、観測者の現在の位置からの直接視線観測を妨げる物体、障害物、または状況の上、周囲、または中を観測するための器具である。[ 1 ] [ 2 ]

最も単純な形態では、両端に45度の角度で平行に配置された鏡を備えた外箱で構成されています。この形態の潜望鏡は、2つの単純なレンズを追加することで、第一次世界大戦中の塹壕での観測に使用されました。軍人は、一部の砲塔や装甲車両にも潜望鏡を使用しています。[ 1 ]

より複雑な潜望鏡は、鏡の代わりにプリズムや高度な光ファイバーを用いて拡大機能を備え、潜水艦や様々な科学分野で使用されています。古典的な潜水艦潜望鏡の全体的な設計は非常にシンプルで、2つの望遠鏡を互いに向け合わせたものです。2つの望遠鏡の個々の倍率が異なる場合、その差によって全体的な拡大または縮小が生じます。

初期の例

ヨハネス・ヘヴェリウスは、 1647年に著作『月誌、月に関する記述』の中で、レンズ付きの初期の潜望鏡（彼はこれを「ポレモスコープ」と呼んだ）について記述している。ヘヴェリウスは、この発明が軍事的に応用できると考えていた。

ミハイル・ロモノーソフは潜望鏡に似た「光学管」を発明した。1834年、カール・アンドレーヴィチ・シルダーが設計した潜水艦に使用された。[ 3 ]

1854年、イポリット・マリー＝デイビーは最初の海軍用潜望鏡を発明しました。これは垂直の筒状のもので、両端に45度で固定された2つの小さな鏡が取り付けられていました。サイモン・レイクは1902年に潜望鏡を潜水艦に搭載しました。サー・ハワード・グラブは第一次世界大戦中にこの装置を完成させました。[ 4 ]モーガン・ロバートソン（1861–1915）は[ 5 ]、潜望鏡の特許取得を試みたと主張しています。彼は自身の小説の中で潜望鏡を搭載した潜水艦を描写しました。

第一次世界大戦（1914-1918年）では、ライフル銃に取り付けられた潜望鏡によって兵士は塹壕の上から敵の銃火（特に狙撃兵の銃火）を避けることができた。[ 6 ]潜望鏡ライフルも戦争中に使用された。これは潜望鏡を使って照準を合わせた歩兵用ライフルで、射手は塹壕の胸壁の下の安全な位置から武器を狙い撃つことができた。

第二次世界大戦（1939～1945年）中、砲兵観測員と将校は、様々な取り付け方法を備えた専用に製造された潜望鏡型双眼鏡を使用していました。中には、立体測距儀として設計されたものもあり、目標までの距離を推定することもできました。

初期の例

装甲車の潜望鏡

戦車や装甲車には潜望鏡が搭載されています。これにより、運転手、戦車長、その他の乗員は車体屋根を通して周囲の状況を確認することができます。潜望鏡が導入される以前は、乗員が外部を視認できるように、装甲に直接視認用のスリットが切られていました。潜望鏡は、前面装甲や側面装甲に設けられていた視認性の低い開口部を切ることなく車外の視界を確保し、車両と乗員の保護を強化します。

プロテクトスコープは、装甲板に直視スリットに似た窓を設けるように設計された、潜望鏡式の視覚装置です。プロテクトスコープ内に小型の潜望鏡を内蔵することで、視認スリットを間隔を空けた装甲板で遮蔽することができます。これにより、視界の高さがわずかに異なるだけで小火器の侵入口となる可能性を排除できますが、装甲を切断する必要があります。

戦車などの装甲戦闘車両においては、潜望鏡型視覚装置はエピスコープとも呼ばれる。この場合、潜望鏡とは、より広い視野を提供するために回転できる装置（または回転可能な装置に固定されている装置）を指し、エピスコープは固定されている。

潜望鏡は俗語で「シュフティスコープ」と呼ばれることもある。[ 7 ]

ガンドラックとヴィッカースの360度潜望鏡

グンドラッハ回転式ペリスコープは重要な開発であり、回転式の天板と選択可能な追加プリズムによって視界を反転させる機構を備えていました。これにより、戦車長は座席を移動することなく360度の視界を得ることができ、追加プリズムを作動させることで後方視界も確保できました。この設計は1936年にルドルフ・グンドラッハによって特許を取得し、ポーランドの7-TP軽戦車（1935年から1939年にかけて生産）で初めて採用されました。

第二次世界大戦前のポーランドとイギリスの軍事協力の一環として、この特許はヴィッカース・アームストロング社に売却され、そこでヴィッカース戦車潜望鏡MK.IVとしてクルセイダー、チャーチル、バレンタイン、クロムウェルなどのイギリス戦車に使用するためにさらに開発が進められました。

グンドラッハ＝ヴィッカースの技術は、イギリスとアメリカの共同要求を満たすために製造されたシャーマン戦車を含む戦車に使用のため、アメリカ陸軍に提供されました。これは戦後、法的措置を通じた論争を巻き起こしました。「第二次世界大戦と長い法廷闘争の後、1947年、ルドルフ・グンドラッハは潜望鏡の特許に対し、一部の製造業者から多額の賠償金を受け取りました。」[ 8 ]

ソ連もこの設計を模倣し、 T-34やT-70などの戦車に広く採用した。これらのコピーはイギリスのレンドリース車両をベースとしており、多くの部品が互換性を持っている。 ドイツもコピーを製造し、使用した。[ 8 ]

潜望鏡照準器

潜望鏡照準器も第二次世界大戦中に導入されました。イギリス軍が使用したヴィッカース潜望鏡には照準線が設けられており、前方と後方のプリズムを直接照準することで正確な方向を把握することができました。チャーチルやクロムウェルといった後期の戦車では、同様の目盛りが付いたエピスコープが、砲塔天面のベーンサイトと連動する予備の照準機構として機能しました。

その後、アメリカ製のシャーマン戦車、イギリス製のセンチュリオン戦車およびチャリオティア戦車は、主望遠照準器を真のペリスコープ照準器に置き換え、主要な役割を担わせた。ペリスコープ照準器は砲本体に連結されており、仰角を捉えることができた（旋回は砲塔の回転によって固定された）。照準器はペリスコープ全体の一部を形成し、砲手は望遠照準器では不可能だった広い視野を得られるようになった。FV4201チーフテンは1980年代初頭に開発されたTESS（望遠照準システム）を搭載していたが、これは後に余剰装備としてイギリス空軍のファントム機に搭載するために売却された。[ 9 ] [ 10 ]

現代の特殊装甲車両用潜望鏡

現代では、特殊なペリスコープが夜間視界も提供します。ケント・ペリスコープ社が設計・特許を取得した埋め込み型画像ペリスコープ（EIP）は、ユニティビジョンペリスコープの標準的な機能に加え、車両周囲の昼間の視認性に加え、車載センサーやカメラ（サーマルセンサーや低照度センサーを含む）からのデジタル画像を表示する機能も備えています。これにより、画像はユニット内部に「埋め込まれた」ように表示され、快適な視界位置に投影されます。

1889年 アーサー・クレブスとジャン・レイが製作したフランスの潜水艦ジムノート用の潜望鏡

潜望鏡は、比較的浅い深度に潜航中の潜水艦が、水面および空中の近くの目標や脅威を視覚的に捜索することを可能にします。潜水艦の潜望鏡は、使用していないときは船体内に収納されます。潜水艦の艦長は、戦術的状況において潜望鏡を使用する際には慎重に行動する必要があります。なぜなら、潜望鏡は可視航跡を作り出し（レーダーで探知される可能性もあるため）、潜水艦の位置を明らかにしてしまう からです[ 11 ] [ 12 ] 。

マリー・デイヴィーは1854年に鏡を使ったシンプルな固定式の海軍潜望鏡を製作した。その後、アメリカ海軍のトーマス・H・ドーティがプリズム式の潜望鏡を発明し、 1861年から1865年のアメリカ南北戦争で使用した。

潜水艦は早くから潜望鏡を採用していた。アーサー・クレブス艦長は、1888年と1889年にフランスの実験潜水艦ジムノートに2基の潜望鏡を搭載した。スペインの発明家アイザック・ペラルは、1886年に開発されたが1888年9月8日に進水した潜水艦ペラルに、プリズムの組み合わせで潜水艦乗組員に映像を伝える固定式の非伸縮式潜望鏡を搭載した。（ペラルはまた、潜水艦航行用の原始的なジャイロスコープを開発し、潜水中に実弾魚雷を発射する技術を開発した。 [ 13 ]）

潜水艦戦で使用するための折り畳み式潜望鏡の発明は、通常、 1902 年にサイモン レイクによるものとされています。レイクは、この装置を「オムニスコープ」または「スカロムニスコープ」と呼びました。

2009年現在、現代の潜水艦潜望鏡は倍率を上げるためのレンズを内蔵し、望遠鏡としても機能します。一般的には鏡の代わりにプリズムと全反射方式を採用しています。これは、反射面にコーティングを必要としないプリズムが鏡よりもはるかに頑丈であるためです。また、測距や照準といった光学的な追加機能も備えている場合があります。潜水艦潜望鏡の機械システムは一般的に油圧式を採用しており、水中での抵抗に耐えられるよう非常に頑丈である必要があります。潜望鏡の筐体には、無線アンテナやレーダーアンテナが搭載されている場合もあります。

潜水艦は伝統的に2つの潜望鏡を備えていました。航行用または観測用の潜望鏡と、照準用、あるいは指揮官用の潜望鏡です。海軍は当初、これらの潜望鏡を司令塔に設置し、ディーゼル電気推進式潜水艦の狭い船体では、一方が他方の前方に配置されていました。近年のアメリカ海軍潜水艦は船体が大幅に広くなり、この2つの潜望鏡は並んで運用されています。海面と空を偵察するために使用される観測用潜望鏡は、通常、視野が広く、倍率はゼロまたは低倍率でした。一方、照準用または「攻撃用」潜望鏡は、視野が狭く、倍率は高かったです。第二次世界大戦以前の潜水艦では、ソナーがまだ十分に発達しておらず（ソナーで測距するには、潜水艦の位置を明らかにする音響「ピン」音を発する必要がありました）、魚雷のほとんどが無誘導であったため、魚雷を正確に発射するための目標データを収集する唯一の手段でした。

21世紀の潜水艦は必ずしも潜望鏡を備えているわけではない。アメリカ海軍のバージニア級潜水艦とイギリス海軍のアスチュート級潜水艦では、代わりにイギリス海軍のトレン チャントが先駆者となったフォトニクスマスト[ 14 ]を使用しており、電子画像センサーセットを水面上に浮かせている。センサーセットからの信号は、潜水艦の管制センターのワークステーションに電子的に送信される。信号を運ぶケーブルは潜水艦の船体を貫通する必要があるが、潜望鏡に必要なものよりもはるかに小さく、密閉しやすい（したがって、より安価で安全な）船体開口部を使用する。司令塔を通る伸縮管をなくすことで、耐圧殻の設計と内部機器の配置の自由度も向上する。

海軍での使用
  • 第二次世界大戦中のアメリカ海軍潜水艦の管制室で潜望鏡を覗く士官
    第二次世界大戦中のアメリカ海軍潜水艦の管制室で潜望鏡を覗く士官
  • 潜水艦の単眼攻撃潜望鏡
    潜水艦の単眼攻撃潜望鏡
  • 1942年6月25日、USSノーチラスの潜望鏡を通して撮影された、魚雷を受けた日本の駆逐艦山風。
    1942年6月25日、 USS ノーチラスの潜望鏡を通して撮影された、魚雷を受けた日本の駆逐艦山風。

航空機の使用

航空機の潜望鏡は、視界が制限される区画にも使用されてきた。航空機の潜望鏡が初めて使用されたのは、スピリット・オブ・セントルイス号である。ヴィッカースVC10には、機体の4箇所に装着できる潜望鏡が搭載されていた。[ 15 ]アブロ・バルカンやハンドレページ・ビクターなどのV爆撃機[ 16 ]、そしてニムロッドMR1は「オン・トップ・サイト」として搭載されていた。[ 17 ] B-52などの様々なアメリカの爆撃機は、GPSが導入される前は、天測航法に六分儀式潜望鏡を使用していた。[ 18 ]これにより、機体のアストロドームを使用せずに航行することも可能になった。[ 19 ] [ 20 ] 1997年以前に製造されたボーイング737型機には、着陸装置を調整するための非常用潜望鏡が搭載されていた。これは主翼上部の非常口列の後ろの「D席」の下に設置されていた。ノースアメリカン X-15などの高速極超音速航空機は潜望鏡を使用していました。

航空機の使用

参照

参考文献

  1. ^ a bウォーカー、ブルース・H. (2000).視覚システムの光学設計. SPIE Press. p. 117. ISBN 978-0-8194-3886-7。
  2. ^潜水艦潜望鏡：その構造原理の説明と、バー・アンド・ストラウド潜望鏡の主な特徴の説明。バー・アンド・ストラウド社。1928年。
  3. ^ 「HIサットン - コバートショアーズ」www.hisutton.com . 2024年5月23日閲覧。
  4. ^潜望鏡の歴史 – 発明家たち。About.com
  5. ^ロバートソン、モーガン（1913年3月26日）スケネクタディ・ガゼット、金曜朝、19ページ
  6. ^ウィルモット、 H.P.（2003） 第一次世界大戦。ドーリング・キンダースリー。p.111。ISBN 1405300299
  7. ^パートリッジ、エリック (2006). 『スラングと非従来型英語辞典』 ラウトレッジ. pp. 1065–. ISBN 978-1-134-96365-2。
  8. ^ a b Łukomski、Grzegorz and Stolarski、Rafał E. (1999) Nie tylko Enigma... Mjr Rudolf Gundlach (1892–1957) i jego wynalazek (Enigma だけではない... Major Rudolf Gundlach (1892–1957) and His Invention )、ワルシャワ - ロンドン。
  9. ^ 「TESS :: デビッド・グレッドヒル」。
  10. ^ 「Jの道 - 英国ファントム航空グループ」。
  11. ^ペティ、ダン. 「米海軍 – ファクトファイル：AN/SPS-74(V)レーダーセット」 . www.navy.mil . 2019年2月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年11月29日閲覧。
  12. ^ Ousborne, Jeffrey; Griffith, Dale; Yuan, Rebecca W. (1997). 「潜望鏡探知レーダー」(PDF) . Johns Hopkins APL Technical Digest . 18 : 125. 2017年8月8日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2017年11月29日閲覧。
  13. ^ “El Arma Submarina Española” . 2009年12月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年10月21日閲覧。
  14. ^海上戦争と空中戦争ブリタニカ教育出版 2011年11月1日 p. 65. ISBN 978-1-61530-753-1。
  15. ^ 「奇妙なものと革新」。
  16. ^ 「ボブの幽霊物語 – Victor XM715」。
  17. ^ウィルソン、マイケル (1968年6月13日). 「ホーカー・シドレー・ニムロッド MR.1」フライト・インターナショナル892ページ. 2023年12月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  18. ^ 「ペリスコープ航空機六分儀 | プリツカー軍事博物館・図書館 | シカゴ」。
  19. ^ライヒェル、ジャック。「パースコピック・セクスタント」。イオン・ナビゲーション・ミュージアム。2023年7月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  20. ^チャールズ・J・キャンベル;マクイーチャーン、ローレンス J.マーグ、エルウィン (1956)。「光学潜望鏡による航空機飛行」。アメリカ光学学会誌。46 (11): 944.土井: 10.1364/JOSA.46.000944。
ウィキブックスクールサイエンスには、 「デモペリスコープ」に関するページがあります。
ウィキメディア・コモンズには、 Periscopeに関連するメディアがあります。
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