弾道研究研究所
弾道研究研究所
アメリカ合衆国メリーランド州アバディーン試験場
BRLエンブレム。
弾道研究研究所 – エンブレム
BRLのロゴ。
弾道研究研究所 – ロゴ
サイト情報
タイプ軍事研究所
所有者国防総省
オペレーターアメリカ陸軍
制御陸軍資材司令部
状態アメリカ陸軍研究所の一部として再開発された
地図
サイトの履歴
建設された1938

弾道研究所（BRL ）は、アメリカ陸軍兵器部隊、後にアメリカ陸軍資材司令部傘下の研究施設であり、弾道学、脆弱性、致死性分析を専門としていた。メリーランド州アバディーン性能試験場に位置し、兵器現象、装甲、加速器物理学、高速コンピューティングに関する技術の研究開発を行う陸軍の主要センターとして機能した。[ 1 ] [ 2 ] 1992年にBRLは廃止され、その任務、人員、施設は新設されたアメリカ陸軍研究所（ARL）に統合された。[ 3 ]

この研究所は、おそらく世界初の電子式汎用デジタルコンピュータである電子数値積分器およびコンピュータ（ENIAC）の開発を委託したことで最もよく知られています。 [ 4 ]

歴史

形成

弾道研究所の歴史は、第一次世界大戦時にアメリカ陸軍兵器総監室（OCO）に遡る。アメリカが戦争に参戦した最初の年、OCOはニュージャージー州のサンディフック性能試験場での弾道射撃を監督し、陸軍の射撃表を計算する責任を負っていた。[ 5 ]これらの射撃表は戦争遂行に極めて重要な役割を果たした。というのは、野戦砲兵部隊は、特定の発射薬を使用して特定の距離にある標的に命中するために必要な適切な仰角を決定するために、この表に大きく依存していたからである。また、この表は発射体の軌道を予測し、気温、空気密度、風などの要因の変動を修正するためにも使用された。[ 6 ]しかし、サンディフック性能試験場は規模が不十分でニューヨーク港に近かったため、1917年に閉鎖された。その後、業務はハーフォード郡に新設されたアバディーン性能試験場に移された。 1918年初頭までに、OCOのほぼすべての試験発射はアバディーン試験場で実施されました。[ 5 ] [ 7 ]

戦争が続く中、兵器総監は1918年4月6日、OCO（対テロ作戦司令部）に弾道学部門を設置しました。これは、射撃表やその他の弾道データに対する需要の急増に対応するためです。シカゴ大学の元天文学教授であるフォレスト・モールトン少佐が、弾道学部門の初代部長を務めました。在任中、モールトンは部門の弾道学研究の実施方法を刷新し、高度な教育を受けた科学者を多数採用して人員を増強しました。[ 5 ] [ 8 ]

「兵器局 APG 39690 – 1940年3月3日。弾道研究所建設。進捗状況写真 No.1」と書かれたテキストボックスが入った空き地の写真。
建設中の弾道研究研究所

1919 年、OCO は平時の作戦要件に従って 4 つの主要部、つまり総務部、製造部、野戦部、技術スタッフに再編されました。1935 年には、研究部がアバディーン性能試験場内に設置され、技術スタッフの管轄となりました。ヘルマン H. ツォルニグ大佐が率いる研究部は、当初 30 名で構成されていました。しかし、人員の少人数にもかかわらず、グループは 6 つの異なる弾道研究セクション、つまり内部弾道学、外部弾道学、弾道測定、兵器工学、コンピューティング、および戦争予備を監督していました。内部弾道学セクションは、内部弾道学の理論を発展させる数学的および実験的研究と、銃の設計原理の調査を担当していました。外部弾道学セクションは、新しい軍需品の設計に影響を与える発射体と爆弾の軌道と飛行特性に焦点を当てていました。弾道測定課は改良された弾道測定装置を開発し、兵器工学課は砲の機構と砲架の運動学的・機械的な解析を行った。計算課は標準弾薬と爆弾の射撃表と爆撃表の作成を任務とし、戦時予備課は貯蔵弾薬の監視を担当した。[ 5 ]

328号棟。
弾道研究研究所が入っていた建物328の航空写真。

1938年、研究部門は組織の基本使命をより重視するため、弾道研究研究所と改名され、ゾルニグ大佐が初代所長に就任、レスリー・E・サイモン大尉が副所長に就任した。翌年、陸軍航空隊は爆弾弾道学の研究に対する感謝の意を表し、BRLに新たな研究施設を建設するための資金を提供した。この建物は328号棟と命名され、1941年に完成した。[ 5 ] [ 9 ] [ 10 ]

第二次世界大戦

弾道学研究所はその能力をさらに拡大し、第二次世界大戦中に急速に台頭した。1941年、サイモンがゾルニグに代わり所長に就任した。1940年の当初の職員数は65名、年間予算は12万ドルであったが、1945年には職員数は700名を超え、年間予算は160万ドルにまで増加した。[ 5 ]弾道学およびその他の関連科学分野における基礎研究と技術研究の実施に加え、計算技術の開発、弾道表の作成、さまざまな兵器の効果に関する情報の提供を監督していた。[ 11 ]市場需要の予測によって生産が本質的に制限される民間の研究所とは異なり、BRLの成功の大部分は、機器と技術の開発が陸軍のニーズのみを反映していたことに起因していた。研究所には十分な柔軟性が与えられていたため、特定の問題に対する解決策を即興で考案し、後にそれらの即興を改良してより広範な用途に利用することができた。[ 5 ]

1940年、ゾルニグは科学諮問委員会を設立し、BRLの様々な任務を遂行するために著名なアメリカの科学者や技術者を任命した。[ 12 ]委員会の最初のメンバーは、空気力学者ヒュー・ドライデン、物理学者アルバート・ハル、物理化学者バーナード・ルイス、天文学者ヘンリー・ラッセル、物理学者イジドール・ラビ、物理化学者ハロルド・ユーリー、航空宇宙技術者セオドア・フォン・カルマン、数学者ジョン・フォン・ノイマンであった。[ 13 ]

戦争の大半において、BRLの活動の大部分は兵器の試験と射撃・爆撃表の計算に向けられた。しかし、研究所は備蓄弾薬の品質管理の大幅な改善や、戦場で銃の較正を行う技術サービスチームの訓練と配備にも携わっていた。さらにBRLは、爆撃に最適な爆弾配置の決定、航空砲撃の精度向上、ドイツ軍の88mm砲の破片砲弾に対する脆弱性に関する研究など、米陸軍と陸軍航空隊に技術分析支援を提供した。戦争末期には、BRLは米陸軍航空機の脆弱性と生存性を評価する一連の実験も実施した。[ 11 ] 1943年8月、兵器局命令第80号により、BRLは米陸軍兵器局の主要研究機関に指定された。[ 5 ]

戦時中にBRLで起こった大きな出来事の一つは、米国初の超音速風洞の設置だった。アバディーン性能試験場に風洞を建設するよう勧告したのは、科学諮問委員会の委員であったセオドア・フォン・カルマンで、1940年だった。カルマンは、風洞は亜音速と超音速の両方の速度を生成できるため、弾道研究を大幅に促進すると提案した。その後まもなく、カリフォルニア工科大学のグッゲンハイム航空研究所に、マッハ4.3までの速度を生成できる風洞の設計が委託された。しかし、風洞は1943年秋まで建設されず、1944年11月まで使用可能にはならなかった。[ 5 ]完成後、外部弾道部門の主任であったエドウィン・ハッブルが超音速風洞の初代所長に就任し、BRL副所長のロバート・ケントが2代目所長に任命された。[ 14 ]風洞は主に爆弾、ロケット、その他のフィン安定型発射体の開発と改良のための基本的な設計情報を得るために使用されました。[ 5 ]

1943年、弾道研究所はひっそりとALECTO計画を開始した。これは、アナログ計算手法を用いて装甲車両への高爆薬爆風の影響をシミュレートする実験的な取り組みである。ギリシャのフューリーの一人にちなんで名付けられたALECTOは、縮尺物理モデル、高速写真、改良型ブッシュ微分解析装置を組み合わせ、爆風圧力による構造変形を予測した。現代の基準からすれば初歩的なものではあったが、ALECTOは戦場における生存性分析のために実験モデルと計算モデルを融合させた最初の試みの一つであった。ALECTO計画の成果は、戦後の装甲設計プロトコルに直接影響を与え、1960年代のBRLのデジタルシミュレーションプログラムの概念的基礎を築いた。[ 15 ]

電子計算機の開発

ムーア電気工学学校で ENIAC を操作する陸軍職員。
ペンシルバニア大学ムーア電気工学部でアーウィン・ゴールドスタイン伍長が ENIAC にパラメータをロードしている様子。

第一次世界大戦と第二次世界大戦の間の戦間期には、砲兵の射撃表をより迅速かつ効率的に作成する方法が必要となり、BRL ではデジタル計算の潜在的な応用について検討することになった。[ 5 ] 1935 年、研究部門が BRL になる前に、技術スタッフはBush 微分解析装置を入手した。これは、卓上計算機を使用すると人が約 20 時間かかる 60 秒間の弾道の計算を約 15 分で実行できた。[ 6 ]しかし、微分解析装置でさえ、米軍の要求に応えるには不十分だった。[ 5 ] 1941 年までに、射撃表の作成は大幅に遅れていたため、BRL は弾道計算プロセスを迅速化する手段を急いで見つけた。[ 6 ]作業の負担を軽減するために、研究所では北東部各地の大学から 100 人近い女子卒業生を訓練し、弾道射撃表の計算を行わせた。女性陸軍部隊が結成されると、弾道計算を担当する者はフィラデルフィアで訓練を受け、アバディーン性能試験場に配属された。[ 16 ] [ 17 ]この頃、OCOのポール・ギロン大佐はペンシルベニア大学ムーア電気工学学校に注目していた。射撃表と爆撃表に必要な弾道計算を監督していたギロン大佐は、ムーア学校にブッシュ微分解析装置の改良版が存在することを知っていた。[ 18 ]

BRL で ENIAC を操作する陸軍要員。
弾道研究研究所の ENIAC のある部屋にいるグレン・ベック (左) とフランシス・エリザベス・スナイダー・ホルバートン (右)。

1942年、ムーア・スクールのジョン・モークリーとジョン・プレスパー・エッカートは、弾道軌道を計算するための高速計算装置の開発の詳細を記した提案書をBRLに提出した。[ 19 ] 1943年6月5日、陸軍兵器部隊とペンシルベニア大学は、電子数値積分計算機（ENIAC）の構築のため、6ヶ月間で61,700ドルの契約を締結した。[ 6 ]

「プロジェクトPX」として知られるこのパイロットモデルの製作は、ムーア学校で秘密裏に行われ、エッカートが主任技師、モークリーが主任コンサルタントを務めた。[ 4 ]しかし、ENIACの製作は予想以上に困難であることが判明した。1944年までに完成したのは、4つの蓄電池のうち2つだけだった。一方、BRLは発射台の需要にさらに遅れをとるばかりだった。発射台の要求数は週40台に達したが、BRLは約15台しか生産できなかった。しかし、進捗は遅いものの、完成した蓄電池は当初規定された速度の2倍の速度、つまり1秒あたり20万パルスで動作した。このデモンストレーションに感銘を受けたBRLは、ENIACの蓄電池の数を4個から20個に増やすことに同意した。これにより、完成はさらに遅れたが、はるかに強力なマシンを手に入れることができた。結果として、ENIACは終戦から3か月後の1945年11月にようやく完成した。[ 20 ] ENIACの建設の過程で、最初の契約に9つの追加補足が行われ、プロジェクトPXの総費用は486,800ドルに増加しました。[ 6 ]

BRL の ENIAC。
ENIAC の中央から見た右側面。

ENIACは第二次世界大戦中には使用されなかったため、完成後の最初の任務は、水素爆弾の設計案の実現可能性を計算することだった。[ 21 ] ENIACは弾道計算を驚異的な速度で実行できたものの、内部にプログラムを保存する機能がないことが足かせとなった。[ 22 ]数千もの計算ステップと、ENIACがプログラムを保存できず、20桁以上の数字を記憶できなかったため、科学者たちは計算を完了するのに1ヶ月を要した。しかし、この電子計算機は、他の方法では発見がほぼ不可能だったであろう爆弾の設計案の欠陥をいくつか明らかにした。[ 21 ]

ENIACの正式な献呈式は1946年2月15日にムーア学校で行われ、マシンは1947年1月にアバディーン性能試験場の恒久的な設置場所へ移された。[ 23 ] 1946年のENIACの公式デモンストレーションで、陸軍はマシンが1秒間に5,000個の加算問題または50個の乗算問題を解くことができることを実証した。[ 24 ]ブッシュの微分解析装置は60秒間の軌道を約15分で計算できたが、ENIACは同じことを約30秒で実行できた。[ 6 ] 1948年、BRLはENIACを内部記憶固定プログラムコンピュータに改造し、弾道学だけでなく天気予報、宇宙線研究、熱発火、その他の科学的タスクの計算に使用した。さらに、大学にも無料で提供された。[ 4 ]

BRL の EDVAC。
BRLにEDVACが設置されました。

しかし、ENIACが稼働する以前から、BRLは既に電子離散変数計算機（EDVAC）と呼ばれるプログラム内蔵型計算機の開発計画に着手していた。1944年、ENIAC開発の途中で、モークリーとエッカートはENIACの欠点を補うためにEDVACの開発を提案した。前身と異なり、EDVACは中央処理装置と、データとプログラムの両方のためのメモリを持つ予定だった。[ 25 ]この間、ジョン・フォン・ノイマンはENIACとEDVACの両方の開発に関わるようになり、EDVACプロジェクトへの資金提供を支持した1人だった。1944年10月、兵器省はBRLにプロジェクトの監督を委ね、この新しいマシンの開発契約と10万5600ドルの資金交付を行った。[ 4 ] BRL、ムーアスクール、高等研究所、国立標準局の共同作業として構築されたEDVACは、1949年に完成し、BRLに設置されました。しかし、設計上の問題により、1952年まで稼働しませんでした。その時点で、BRLは既にORDVAC（ Ordnance Discrete Variable Automatic Computer）を取得しており、これは研究所がイリノイ大学に構築を委託していました。その結果、BRLは1952年に一時的にENIAC、EDVAC、ORDVACをすべて所有し、世界最大のコンピュータセンターとなりました。[ 6 ]

第二次世界大戦後

第二次世界大戦後、1945年8月にBRLの6つの部門は研究所に昇格し、内部弾道学研究所、外部弾道学研究所、末端弾道学研究所、兵器工学研究所、弾道測定研究所、およびコンピューティング研究所が設立されました。[ 5 ]これら6つの研究所は、まとめて弾道研究研究所と呼ばれていました。[ 14 ] 1953年、BRLは兵器の有効性と脆弱性評価の研究を強化するために、兵器工学研究所を兵器システム研究所という別の研究所に置き換えました。[ 26 ]戦後は、BRLの研究を民間請負業者や他の政府機関を通じて管理するようになりました。 1953年から1956年までの研究への総予算の約25％が、このようにして配分されました。[ 5 ] 1958年、BRLは兵器部隊に新しい兵器開発プログラムに関する公平な助言を提供するために将来兵器システム局を設立しました。[ 26 ]

1960年代から1970年代にかけて、BRLは目標捕捉、誘導、制御技術への重点を強化し、研究をより高度な兵器システムにまで拡大した。同時に、研究所は十分に成熟したと判断された技術の研究を中止し、日常業務やサービス業務の多くを他の機関に移管した。この移行には、パルス放射線施設の陸軍試験評価司令部への移管、タンデム・バンデグラフ加速器のペンシルベニア大学への移管、BRL風洞の閉鎖が含まれていた。1962年の米陸軍兵器部隊の解散に伴い、BRLはハリー・ダイアモンド研究所などの組織とともに、新設の米陸軍資材司令部（AMC）の管轄下に入った。しかし、BRLはクラスII活動に分類されたため、アバディーン性能試験場司令部の管理から独立し、AMCから直接資金を受け取ることができた。[ 26 ]

陸軍が重複機能の排除を目指して研究施設の合理化を続ける中、弾道研究所は数回の組織変更を経た。1968年、陸軍はBRL、人間工学研究所、コーティング・化学研究所、核防衛研究所、陸軍資材システム分析局（AMSAA）を統合し、アバディーン研究開発センター（ARDC）を設立した。この新しい組織構造では、5つの研究所はそれぞれ、共通の指揮官に直接報告する文民の技術ディレクターによって管理された。[ 3 ] [ 27 ]この変更は、BRL内の主要な内部再編と一致した。BRLの内部、外部、末端弾道研究所には変更がなかったが、弾道測定研究所はシグネチャ・伝播研究所になり、兵器システム研究所はAMSAAに配属された。1969年、ARDCが正式に設立された後、核防衛研究所はBRLに吸収され、核効果研究所に改名された。[ 26 ]

1972年9月、アバディーン研究開発センターは解体され、BRLはAMC傘下のクラスII活動に戻った。その後まもなく、BRLはシグネチャ・伝播研究所と核効果研究所をそれぞれ置き換える形で、概念分析研究所と放射線研究所を設立した。1976年、弾道研究所は傘下の既存の研究所をすべて統合し、再び新しい弾道研究所となった。その結果、7つの研究所は6つの新しい部門に改組された。内部弾道学部門、発射・飛行部門、端末弾道学部門、弾道モデリング部門、脆弱性分析部門、コンピュータ支援部門である。[ 26 ]

1992年、弾道研究所は統合されてアメリカ陸軍研究所となった7つの陸軍研究所の1つとなった。その業務は3つの部門に分割され、それぞれがARLの異なる部局に統合された。BRLの大部分は兵器技術局の中核となり、後に兵器・材料研究局となった。BRLのコンピュータ技術部門は高度計算情報科学局に移管され、後に計算情報科学局となった。最後に、BRLの脆弱性分析部門はARLの生存性／致死性分析局の一部となった。[ 2 ]

アドバイザーとコンサルタント

建設中の328号棟を背景にした科学諮問委員会。後列：モーマン氏、ディキンソン氏、カー氏、マクニーリー氏、シャンクス氏、リーダー氏。中列：ギロン中尉、レーン氏、リノ氏、ヒッチコック氏、チャーターズ博士、サイモン大尉、ホッジ博士、ビーマン氏、トルチ氏、ゲイ氏、スティール中尉。前列：ケント氏、ユーリー教授、ラビ教授、ドライデン博士、ルイス博士、ゾルニグ大佐、ハル博士、フォン・カルマン教授、フォン・ノイマン教授、ラッセル教授、デデリック博士。
1940年9月のBRL科学諮問委員会メンバーの写真

1940年から1977年まで、科学諮問委員会はBRL所長に対し、弾道兵器の科学的・技術的側面に関する助言を行った。この委員会は、BRL所長ヘルマン・ツォルニグが、BRLの主任科学者であったアメリカの数学者オズワルド・ヴェブレンの助力を得て設立した。高く評価されている科学者や技術者で構成されたこの委員会は、BRLの新施設に関する多くの決定に影響を与え、様々な科学分野における最新の進歩について研究所に情報を提供し、一般的な問題の原因に関する洞察を提供した。[ 26 ]科学諮問委員会のメンバーは、特定の問題に関する個別の相談にも応じていた。[ 5 ]

科学諮問委員会の当初のメンバー[ 13 ]

ヒュー・ドライデンアメリカの航空科学者でありNASAの初代長官
アルバート・ハルアメリカの物理学者、マグネトロンの発明者
バーナード・ルイス物理化学者、Combustion and Explosives Research, Inc. 社長。
ヘンリー・ラッセルハーツシュプルング・ラッセル図を開発したアメリカの天文学者
イシドール・ラビ核磁気共鳴を発見したアメリカの物理学者でありノーベル賞受賞者
ハロルド・ユーリー重水素を発見したアメリカの物理化学者でありノーベル賞受賞者
セオドア・フォン・カルマンハンガリー系アメリカ人の数学者および航空宇宙エンジニア
ジョン・フォン・ノイマンマンハッタン計画に参加したハンガリー系アメリカ人の数学者および科学者

時が経つにつれ、科学諮問委員会には多くの著名人が加わった。メンバーには、宇宙線物理学者のトーマス・H・ジョンソン、数学者のエドワード・J・マクシェーン、物理学者のデイビッド・L・ウェブスター、航空科学者のクラーク・ミリカンなどが含まれていた。[ 12 ] [ 28 ] [ 29 ]科学諮問委員会はその後1969年に解散したが、1973年にBRL所長のロバート・アイヒルバーガーによって再設立された。 [ 30 ]しかし、ジミー・カーター大統領政権による連邦機関の委員会数削減の取り組みの結果、1977年4月に委員会は永久に廃止された。最後の委員会のメンバーは、化学者のジョセフ・E・メイヤー、航空宇宙技術者のホーマー・J・スチュワート、陸軍少将レスリー・アール・サイモン、陸軍中将オースティン・ベッツ、爆発物専門家のJVカウフマン、陸軍次官補チャールズ・プア、コンピューター科学者モリス・ルビノフ、物理学者マーティン・サマーフィールド、航空技術者ハーバート・K・ワイスであった。[ 26 ]

研究

弾道研究所は、陸軍の兵器システムの設計と改良のため、物理学および数学の分野における調査を行う主要な研究機関として機能しました。弾薬だけでなく、BRLはその任務の一環として幅広い研究分野に携わっていました。[ 31 ]研究には大気科学も含まれていましたが、この分野の研究は最終的に1976年に大気科学研究所に移管されました。 [ 27 ]

コンピューター

BRL の BRLESC-I コンピュータ コンソール。
BRL の BRLESC-I コンピュータのコンソール。

高速計算が陸軍の主要な優先課題となったため、BRL は軍事計算の速度を上げるために研究を行い、現代のコンピュータの開発に大きな役割を果たしました。世界最古の電子コンピュータの開発を支援することに加えて、BRL はハードウェアとソフトウェアの両方の進歩に焦点を絞り、コンピュータの動作速度、プログラミングの容易さ、全体的な経済性の向上に重点を置きました。[ 5 ]初期の電子コンピュータのデモンストレーションに成功した後、BRL は高速計算の研究に多額の投資を継続しました。 1956 年、BRL の研究者は、弾道研究研究所電子科学コンピュータ、または BRLESC と呼ばれる新しいコンピュータを独自に開発し始めました。 1961 年に完成したこのコンピュータは、一時的に世界最速のコンピュータと見なされましたが、すぐにIBM 7030 Stretchに性能を抜かれました。 1967 年、BRL は BRLESC II と呼ばれるソリッド ステート デジタル コンピュータを開発しました。 BRLESC IとIIは、BRLによって設計・開発された最後のコンピュータとなった。10年以上にわたり24時間稼働した後、BRLESC IとIIは1978年にシャットダウンされた。しかし、BRLは高速コンピューティングの研究を継続し、ヘテロジニアス・エレメント・プロセッサやpingといった新しいハードウェアとソフトウェアの開発に携わった。[ 6 ]

内部弾道学

BRLでの内部弾道学の研究は、主に弾薬の推進力の向上と陸軍ミサイルの速度向上に重点を置いていた。この目標に向けて、BRLは安定性と制御性を維持しながら、より多くのパワーとエネルギーを提供する新しい推進剤を開発した。[ 31 ]この作業には、炎の化学、発射プロセスのメカニズム、および推進剤の物理的および化学的特性の分析が必要であった。望ましい研究目標には、銃口速度の向上、推進剤の燃焼の改善、ハングファイアの排除、銃身浸食の軽減、銃口閃光と煙の軽減、銃重量の軽減、および反動メカニズムの改善が含まれていた。設立当初、BRLの2つの主な目的は、内部弾道学の基本的なプロセスについてより多くを学び、より優れた銃を設計することと、それらの銃の性能をより正確に予測する方法を開発することであった。これは、研究所が実施した研究の多くが、推進剤が弾薬とどのように相互作用するかを取り巻く問題に集中していたことを意味している。 BRLの研究者たちは、推進剤の物理化学だけでなく、推進剤の燃焼によって生成される粉末ガスの熱力学的特性にも重点的に取り組んでいました。BRLの内部弾道学の研究は、より高速な発射速度を実現する、さまざまな兵器システムに対応する幅広い推進剤の開発につながりました。[ 5 ]砲兵技術が高度化するにつれて、BRLは電子計算機を用いて、兵器システムの内部弾道性能をシミュレートするデジタルプログラムを開発しました。銃の発射から得られる内部弾道データは、BRLの研究者が将来の兵器の設計を導くモデルを作成するのにも役立ちました。20世紀半ばまでに、BRLは先進的なロケットや大口径弾薬用の推進剤の開発に着手しました。研究者たちはまた、点火、燃焼、兵器の運動学、砲身の侵食に関する研究にも従事していました。[ 26 ]

外部弾道

BRL での外部弾道研究は、陸軍ミサイルの外部設計と、その飛行に影響を与える空気力学的現象に重点を置いていました。抗力や揚力などの既知の力に加えて、BRL の研究者は、マグナス力やモーメントの効果など、発射体の挙動に影響を与える可能性のある潜在的要因を分析する任務を負っていました。理論的研究と実験的研究の両方が、BRL の研究者が空気力学的に安定したミサイルを設計するための新しい手法を生み出すのに役立ちました。 BRL が実行した最も重要なタスクの 1 つは、提案されているスピン安定ミサイル設計の動的安定性を予測する手法の開発でしたが、研究者はフィン安定発射体の設計も分析しました。その他の研究分野には、境界層、加熱率、および移動する発射体と周囲の空気および電界との化学的相互作用の分析が含まれていました。[ 5 ] [ 31 ] BRL の外部弾道部門は、より優れた発射体と発射技術の開発だけを担当していたわけではありません第二次世界大戦中、兵器の精度はBRLの研究者にとって重要な焦点となり、彼らは戦時中の努力の多くを発射体の弾道性能の改良に注ぎ込んだ。様々な条件下での異なる発射体の性能を試験するために、研究所はアバディーン性能試験場に設置された超音速風洞と空力範囲に大きく依存した。風洞は1950年代後半、BRLの横風プログラムに広く使用された。これは、陸軍が大きな初期ヨー角で発射された航空機弾の射表を作成するために空力データを取得する必要性から生まれたものであった。[ 5 ]宇宙開発競争の間、BRLはマーキュリー計画、ジェミニ計画、アポロ計画など、いくつかの宇宙船の開発を支援した。研究所はまた、高高度大気物理学研究、流体物理学、実験航空弾道学、大陸間弾道ミサイルの開発に関する研究にも従事した。[ 26 ]

ターミナル弾道学

BRLにおける終末弾道学研究は、兵器が標的に命中した際の根本的な効果を研究するものである。BRLのこの分野の研究者は、発射体の衝突挙動に関する実験的および理論的研究を行い、貫通、破片化、弾道創傷、爆発、衝撃波伝播、燃焼といったメカニズムを研究した。[ 31 ]特に第二次世界大戦後、BRLは陸軍のより破壊力の高い、より強力な兵器システムの必要性に応えて、終末弾道学研究を強化した。研究所のこの部門はまた、核物理学の研究にも重点を置き、核爆発の実地試験にも参加した。 BRLは、1952年のバスター・ジャングル作戦とタンブラー・スナッパー作戦、 1953年のアップショット・ノットホール作戦、1954年のキャッスル作戦、1955年のティーポット作戦において、爆風、衝撃速度、静水圧を測定するためのあらゆる計測機器を開発し、提供した。 [ 5 ]同研究所は、1963年のブローダウン作戦、1966年と1967年のディスタント・プレーン作戦でも爆風の研究を行った。さらに、基礎研究の大部分は、予測数学モデルとコンピュータプログラムの開発に向けられた。終端弾道学は兵器の設計と評価に大きな役割を果たしたが、BRLは実験データを使用して、さまざまな種類の戦車装甲を含む防護技術も開発した。同研究所は、1960年代からレーザー光線の効果に関する研究も行った。 [ 26 ]

脆弱性分析

第二次世界大戦の終わり頃、BRL は兵器総局長から、戦闘機および軍需品の脆弱性分析を実施し、その脆弱性を軽減する計画を実施するよう任命されました。時間が経つにつれて、BRL はこの役割を拡大し、あらゆる種類の兵器システムおよび車両を評価し、その結果を将来の設計の改善に適用しました。研究所は、アメリカの兵器システムの脆弱性分析を実施してその性能を向上させただけでなく、敵の戦闘システムを分析し、その弱点を特定しました。これは他の機能と比較すると比較的小さな任務でしたが、研究者が陸軍技術の有効性を高める方法に関する研究を行うにつれて、脆弱性分析および軽減は BRL 内の部門全体の中心的な焦点になりました。ベトナム戦争中、BRL の研究者は、アメリカの航空機への戦闘による損害を継続的に分析する任務を負っていました。研究所はまた、核兵器の爆発をシミュレートするために高性能爆薬を使用して、航空機およびミサイルに対する核兵器の影響をテストしました。一般的に、BRLは戦闘やその他の外部被害に関する脆弱性分析における陸軍の主導的な研究所として機能し、一方、陸軍の脆弱性評価研究所は電子戦の脆弱性に関する脆弱性分析を実施しました。[ 26 ]

兵器システム

BRLにおける兵器システム研究は、一般的に運用分析の観点から様々な兵器を研究することを指し、銃やロケットなどの様々な兵器の、人員から武装戦車まで、様々な標的に対する有効性を高めることに焦点を当てていました。この研究は主に、各兵器システムが特定の状況でどのように機能するかを評価・予測するために行われました。[ 31 ] 1950年代初頭から、BRLはオペレーションズ・リサーチの手法を用いて、兵器システムとその評価に用いられる実験的アプローチの両方を評価しました。また、BRLはゲーム理論の概念を取り入れ、戦闘をシミュレートするプログラムを開発し、様々な戦術や特定の状況における特定の兵器の使用方法を分析できるようにしました。これらの研究から収集されたデータは、主にBRLの電子計算機の支援を受けて、陸軍の兵器開発の指針となり、BRLの研究者たちは様々な状況下で特定の標的に対してどの兵器システムが最も優れた性能を発揮するかを解明しました。1968年以降、兵器システム研究の焦点は、陸軍の問題を解決するための新しい技術的アプローチの開発に移りました。 BRLの研究者たちは全面核戦争の可能性にも備え、大陸間弾道ミサイル、防空プラットフォーム、先進潜水艦システムの評価に重点を置いた。BRLはまた、費用対効果や弾薬の入手可能性といった要素を考慮した数多くの研究を行った。[ 26 ]

プロジェクト

BRL の ORDVAC。
BRLにORDVACが設置されました。

弾道研究所は、陸軍の任務の一環として、多くの独自の技術と手法の開発に携わりました。以下にその例を挙げます。

  • AVVAM-1： BRLが開発した装甲車両の脆弱性を評価するコンピュータモデル。[ 26 ]
  • BRLマイクロ波干渉計：砲弾が砲身を通過する時間を測定するマイクロ波干渉計の改良版。[ 5 ]
  • BRLマイクロ波分光計：サンプルから放出されるマイクロ波の波長を測定し、その分子成分の構造と化学結合に関する情報を得る装置。[ 5 ]
  • BRL-CAD： BRLが脆弱性分析と兵器モデリングのために開発したソリッドモデリング型コンピュータ支援設計（CAD）システム。世界で最も古いバージョン管理された公開コードベースとして知られている。 [ 32 ] [ 33 ]
  • BRLESC：16進数表記システムを使用した初期の電子計算機。 [ 6 ]
  • 弾道カメラ： 1941年にBRLによって初めて考案された夜間カメラシステムで、接近する航空機の点滅灯と爆弾投下を示す信号の位置を特定して記録します。実験的な射程爆撃テスト中に爆撃表を計算するために使用されました。[ 5 ]
  • コンピュータマン：創傷弾道学の研究に用いられる人体の特殊な解剖学的コンピュータモデル。人体の断面が組織の種類、部位、損傷感受性に応じてコード化されている。[ 26 ]
  • DOPLOC：無線反射ドップラー追跡システム。無線周波数信号を発しない衛星、いわゆる「ダークサテライト」を追跡するために使われた。1957年から1961年にかけて、エクスプローラー、タイロス、トランジット、ルニク、パイオニアなど、数多くの衛星や宇宙探査機の打ち上げと軌道情報を入手した。[ 26 ] [ 34 ]
  • ドップラー速度位置（DOVAP）計器システム：誘導​​ミサイルの速度と位置を常に記録することで、飛行中のミサイルの軌道を追跡する初期の電子ミサイル追跡システム。[ 5 ]
  • EDVAC： 2進化10進数を初めて実装した初期の電子ストアプログラムコンピュータ。 [ 6 ]
  • ENIAC：アメリカ陸軍の砲撃と爆撃の計算を主な目的として設計された、世界初の電子式汎用デジタルコンピュータ。 [ 6 ]
  • 標的の幾何学的情報（GIFT）コンピュータモデル：標的とその構成部品のあらゆる角度からの図解と、その空力特性の計算結果を提供するFortranコンピュータプログラム。主に脆弱性分析に使用された。 [ 26 ]
  • 迎撃地上光学記録（IGOR）システム：望遠鏡と高速カメラを使用して地対空ミサイルの相対軌道を測定する光学記録装置。[ 5 ]
  • カーセルカメラ：高性能爆薬の爆発を撮影するために使用される高速カメラシステム。[ 5 ]
  • レーザースペックル干渉法： BRLが開発した画像化技術で、レーザー散乱パターンの統計処理を通じてターゲットシグネチャに関する情報を取得します。[ 26 ] [ 35 ]
  • M712コッパーヘッド： 155mm砲誘導弾で、重装甲目標の無力化を目的として設計された。BRLは開発中に射撃精度を向上させるため、射撃表データとグラフィカル射撃管制装置を考案した。 [ 32 ]
  • M829： BRLがM1エイブラムス戦車用に開発した徹甲戦車弾。 [ 26 ]
  • M900：砂漠の盾/砂漠の嵐作戦中に陸軍のM1戦車が使用した105mm砲弾。BRLはM900の開発が中止されそうになったまさにその時に、M900に適合する推進剤を特定した。[ 32 ]
  • MGM-51 シレラ：MBT-70戦車の弾薬として使用することを目的とした対戦車誘導ミサイル。BRLは他の陸軍組織と協力して、この弾頭の発射装置を開発した。 [ 26 ]
  • MIL-STD-105：生産中の弾薬の品質の合否を判断するためのサンプリング技術に基づいた米国の軍事規格。 [ 5 ]
  • ORDVAC :コンパイラを備えた最初の電子計算機。BRLの研究者が作成したFORASTと呼ばれるプログラミング言語を使用しました。 [ 6 ]
  • 圧電ゲージ：圧電効果を利用して加速度、ひずみ、圧力、力の変化を測定する装置。BRLの科学者たちは、爆発測定用に独自の圧電ゲージを開発しました。[ 5 ]
  • Ping :信号を送信し、応答速度を測定することで、ネットワーク上のホストの到達可能性をテストするために使用される管理ネットワークトラブルシューティングツール。 [ 36 ] [ 37 ]
  • 感知・破壊装甲（SADARM）：配備時に戦車を捜索・破壊するために設計された「スマート」な発射・放火型子弾。BRLはミリ波現象と装甲貫通に関する研究を通じて、その開発を支援した。 [ 26 ]
  • 砲弾押し装置： BRLが設計した、最大25万ポンドの力で大口径砲身に砲弾を押し込む装置。[ 26 ]
  • 小型ミサイル望遠カメラ（SMT）：もともと小型高速ミサイルの軌道を正確に測定するために設計されたカメラシステム。BRLはこれをさらに改良し、スプートニクIIの初期の露出画像を取得しました。[ 26 ]
  • 宇宙探査機光学記録望遠鏡（SPORT）：大気が光の透過に与える影響を研究するために特別に設計された追跡望遠鏡。BRLによって開発され、プロジェクト・エコーにおいてNASAの支援に使用された。[ 26 ]

弾道研究研究所では、さまざまな兵器やその他の技術のテストと評価も行いました。

  • 75mm砲M2-M6：アメリカの戦車や爆撃機に搭載された標準的な砲システム。M3型では、BRLは砲身を長くし、冶金学を改良することで設計を改良した。 [ 5 ]
  • ベルAH-15コブラ：アメリカ陸軍が使用する攻撃ヘリコプター。BRLは、このヘリコプターの兵器の一部としてXM261弾頭を搭載するための計算を提供した。 [ 32 ]
  • ベルUH-1イロコイ：ベトナム戦争で使用された多用途軍用ヘリコプター。BRLは、戦闘用に特別に設計された派生型の搭載兵器システムの開発を支援した。 [ 26 ]
  • ブラッドレー戦闘車両：主に歩兵部隊の輸送と援護射撃を行う装甲車両プラットフォーム。BRLは車両の砲システムの改良に協力した。 [ 32 ]
  • チョバム装甲：装甲車両用に開発された複合装甲。BRLで試験され、後にM1エイブラムスに搭載された。 [ 38 ]
  • コンベアB-36ピースメーカー：アメリカ空軍が運用した戦略爆撃機。搭載されたM24砲塔銃の不発弾を調査した後、BRLは同機の改良型射撃回路を開発した。 [ 5 ]
  • イスパノ・スイザ HS.820： 20mm航空機用自動機関砲。第二次世界大戦中、BRL（ブラジル陸軍研究所）はオリジナルモデルのトラブルシューティングを行い、砲塔搭載用の軽量型を設計した。 [ 5 ]
  • M1エイブラムス：近代地上戦用に設計されたアメリカの戦車。BRLは、特に搭載砲と装甲システムの開発とその後の改良において、多くの側面に深く関与した。 [ 26 ]
  • M16ライフル：軍用ライフルの一種。BRLはM16AIライフルの運動学モデルを開発し、銃器の性能を正確にシミュレートし、設計の改善に貢献した。 [ 26 ]
  • M2ブローニング： 0.50口径の重機関銃。BRLはM2ブローニングの完全な運動学的解析を初めて実施し、そこから背板に伝達される力を測定する方法が開発された。 [ 5 ]
  • M24A1砲： 20mm航空機砲。BRLはM24A1の反動を軽減するソフトリコイルシステムを開発し、これがB-47およびB-52航空機用のT121 30mm砲のソフトリコイルシステムの開発につながった。[ 5 ]
  • M256砲：M1エイブラムス用の120mm滑腔砲。BRLは砲身の設計改良に協力し、精度を15%向上させる技術を開発した。[ 32 ]
  • M48パットン：アメリカの主力戦車。BRLはベトナム戦争中にこの戦車シリーズの脆弱性分析を実施し、戦闘損失の原因を特定することに成功した。 [ 26 ]
  • M549： 155mm榴弾砲弾。BRLは寒冷地での精度向上のため、いくつかの研究を行った。 [ 26 ]
  • M830：M1エイブラムス戦車用に設計された高性能爆薬対戦車弾。この弾頭のコンセプトはBRLによって開発され、その後BRLはシミュレーション研究を実施して弾頭の挙動と実用性を評価し、エイブラムス戦車の性能を向上させると判断した。 [ 32 ]
  • M864： 155mm砲弾。BRLは設計上の多くの問題を解決するために数多くの研究を行った。 [ 32 ]
  • M988 サージェント・ヨーク：防空に使用された対空砲システム。BRLは30mm、35mm、40mm弾を用いた性能評価を任され、その制御システムへのデジタルコンピュータの導入に大きく貢献した。その結果、M988 サージェント・ヨークは陸軍初のデジタル射撃管制システムを採用した対空砲となった。[ 26 ]
  • MIM-46 マウラー：低空飛行する戦闘機や短距離弾道ミサイルを撃破するために設計された自走式対空ミサイルシステム。BRLは、特定の標的に対する性能を予測するための広範な研究を実施した。 [ 26 ]
  • 成形炸薬：対戦車榴弾（HEAT）やフィンスタビライザー付きロケット弾として砲弾に用いられる炸薬。BRLは冶金学的手法やその他の手法を用いて成形炸薬の有効性を高めるための研究を行った。 [ 5 ]

さらに、BRLは、アトラス、タイタン、ミニットマン弾道ミサイル、2段式パーシング戦術ミサイル、ホークおよびランス地対空ミサイル、デイビー・クロケット核兵器システム、ナイキ・ゼウス弾道ミサイル防衛システム、ポラリス弾道ミサイル、スカイボルト弾道ミサイル、サージェント地対地ミサイル、マーキュリー打ち上げロケット、サターンVロケットの開発にも研究支援を提供した。[ 26 ]

バルバドスのHARP16インチ砲が上空に向かって砲弾を発射する。
バルバドスのHARP16インチ（410mm）砲。

BRLは、注目すべき科学的マイルストーンにつながるいくつかの大規模な研究プログラムに参加しました。これらには以下が含まれます。

  • 国際地球観測年：地球科学の11の異なる分野における研究の進展に焦点を当てた国際的な科学プロジェクト。BRLはロケット飛行を用いた研究を行い、地球の磁場と電離層の電子電荷の初めての同時測定など、いくつかの注目すべき成果をもたらしました。 [ 26 ]
  • MBT-70：アメリカと西ドイツによる新型主力戦車開発の共同プロジェクト。BRLの役割の大部分は、この車両の効果的な装甲システムの研究にあった。 [ 26 ]
  • ドミニク作戦： 1962年にアメリカ合衆国が実施した一連の核実験爆発。この計画中、BRLは核爆発に伴う大気の特性とデブリの動きを測定するために29機の観測ロケットを打ち上げた。 [ 26 ]
  • HARP計画： 1960年代にアメリカ陸軍とカナダ軍が共同で実施したプロジェクト。上層大気の気象情報を取得し、再突入体の弾道特性を研究することを目的としていた。この計画の一環として、BRL（カナダ国立研究所）は16インチHARP砲を開発し、これは砲弾が到達した最高高度の世界記録を保持している。 [ 26 ]

参照

参考文献

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北緯39度28分32秒 西経76度6分41秒 / 北緯39.47556度、西経76.11139度 / 39.47556; -76.11139

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