下項で掲示の如く、先日横須賀市野比にある横須賀リサーチパーク(Yokosuka Research Park)に開設されている「YRP無線歴史展示資料室」を見学させて頂いた。YRPはかねてよりこの地にあったNTT横須賀通信研究所を中心に、公的な研究機関や国内外の主要企業、大学の研究室が集合した無線通信分野の一大研究開発都市で、場所は東京湾に面した野比に位置している。 このため、当日は先般ポーランドより入手した携帯式対空監視用電波探知機、「9S13」を携行し、東京湾を航行する船舶のレーダー波を探知してみる事にした。電波探知機「9S13」 本機は冷戦時代にソビエト陸軍が開発した歩兵用の対空警戒用電波探知機で、レーダーを搭載した攻撃機やヘリコプター等の敵航空機を探知、発見し、併せ携行する小型の地対空ミサイルでこれを殲滅しようとする誠に劇画的な兵器である。 「9S13」の構造は非常に簡素で、装置は簡易なホーン型空中線、シリコン系検波器、空洞共振器及び、半導体の低周波増幅器により構成され、探知は片耳式受話器方式である。云ってしまえば、「9S13」はマイクロ波用の鉱石ラジオであるが、先の大戦中、ドイツの潜水艦隊は本機に相似した機材により、英米の対潜哨戒機や駆逐艦と壮絶な戦いを繰りひろげた。 実戦に於ける本機の使用方法は至って簡単で、ホーン型空中線を探知機の筐体上部又はヘルメットに取り付け、装置を首から吊し、受話器を装着し、前方の空中を探索する。探知試験 さて、当日は「YRP無線歴史展示資料室」を見学の後、三浦海岸に移動し、剣崎及び三崎向に分かれる三叉路に位置するマクドナルドで受信試験を行う事にした。この店の前は東京湾の出入り口である浦賀水道で、18Km先は対岸の房総半島に位置する金谷であり、その背後は館山である。 両岸の中間点が水路で、東京湾に出入りする本船は必ずここを航行する。当日は花曇りで視界は必ずしも良好ではなく、また、16時過ぎのこともあり、頻繁に往来する船舶のレーダー波受信には好都合と考えられた。 幸い店内には客もなく、早速沖合に向け探知機をセットした。目視出来るだけでも、測定が可能と思われる範囲には5〜6隻の大型船舶が航行している。ドキドキしながらスイッチを入れると、複数のレーダー波がS5〜8程度で良好に受信出来た。 信号音はギャッ・ギャッ・ギャッ、キッ・キッ・キッ等色々であるが、各受信波の繰り返し間隔は2.5〜3秒程度であり、このため、空中線の回転数は20〜24/分位と考えられた。 現在の船舶用レーダーの運用周波数は9000MHz台、繰り返し周波数は300-4000Hzと考えられるが、当該電波探知機は受信周波数の確定を行う事が出来ず、また、連続受信ではないため、繰り返し周波数についても明確に確認することは出来ない。 ところで、以前一度、本探知機を入手時に、近郊の厚木飛行場で受信実験を行ったが、その際は受信信号が１波で、それがレーダー波であるのかは確定出来なかった。しかし、今般の受信波はレーダーパルスに間違いはなく、野戦用電波探知機で実際のレーダー波を受信出来、誠に大感激であった。 その後はポテトを食べながら、方位の確定など、暫く遊ばせて頂いたが、鉱石式マイクロ波用電波探知機の有効性を実感すると共に、この様な兵器で戦った先人達の苦労が偲ばれた。
先日、横須賀市野比にある横須賀リサーチパーク(Yokosuka Research Park)に開設されている、YRP無線歴史展示資料室を見学させて頂いた。 YRPは、かねてよりこの地にあったNTT横須賀通信研究所を中心に、公的な研究機関や国内外の主要企業、大学の研究室が集合した無線通信分野の一大研究開発都市である。YRP無線歴史展示室は本施設の1号館一階に開設され、収蔵展示物は関連各企業や大学、有志により寄贈、寄託をされた物だそうである。 YRPの性質上展示は無線技術に特化しているが、その内容は日本海海戦に使用された36式無線電信機の複製より、第5次世代の携帯電話に至まで、誠に広義に渡っている。本分野は一般の方々や低学年の子供達には若干難解ではあるが、展示はパネルを多用し理解が容易となる工夫がなされており、また、補助教材として多くの自作実験装置が展示されていた。 YRPは三笠記念艦を有する横須賀市の一角に位置するため、展示物の中でも日本海海戦で活躍した36式無線電信機には力が入っており、高圧発生用の誘導コイルは誠に素晴らしく復元されていた。また、受信機に使用されたコヒーラ検波器(スイッチ)の実験装置も用意され、その動作が容易に理解出来る様に配慮が成されていた。併せ、火花式通信装置に関連し、TYK無線電話機の自作実験装置も展示されており、誠に驚いた。本実験機材では、空中線回路に挿入したカーボン式送話器による送話実験にも成功されたとの事である。 展示物は何れ素晴らしく興味は尽きないが、小生が最も驚いたのは帝国海軍の対空監視用レーダーである1号電波探信儀3型(13号電探)の部品格納筺が展示されていた事である。当館は13号電探を展示し、予備品収容筺を所蔵しているが、部品格納筺は未所蔵で、期せずして本品に出会い誠に幸であった。 さて、YRP無線歴史展示室の太田室長には長時間にわたりご説明を頂き恐縮したが、YRP設立の意義も含め、多くを学ばせて頂いた。また、YRPの中心施設である現NTT横須賀通信研究所には個人的に若干の思い出もあり、誠に素晴らしいYRP無線歴史展示室の見学となった。
先般、当館が所蔵する陸軍型、海軍型水晶片の分類整理を行った。この折り、発振不良品であっ陸軍の3号型水晶片を分解し内部構造を確認してみた。本水晶発振子は、陸軍の第三次制式制定作業に於ける研究審査の過程で開発されたと考えられるが、94式以降も大戦終了まで、野戦、車両用無線機材に多用され、陸軍の代表的水晶発振子となった。このため、以下にその開発に関わる経緯及び、構造の若干を掲示した。陸軍第3次制式制定と水晶発振子 水晶はロツセル塩と同一の圧電素子で、圧力を加えれば電荷が発生し、電荷を加えれば震動が発生するが、この現象はエピゾン効果として説明されている。帝国陸海軍はこの効果を応用した水晶振動子を送信装置他に多用し、発振周波数の安定に努めた。 特に陸軍は1931年(昭和6年)より本格化した第三次制式制定機材(後の94式・96式)の研究審査に際しては、運用周波数は100〜60,000KHzを使用し、送信機は超短波帯を除き水晶制御方式とする事を決定した。当時水晶発振子を製造する原石はブラジルより輸入していたが、戦略物質である水晶を外国に依存する事は、国軍自立の観点からして大いに問題があった。しかし、陸軍は大英断により、運用の簡素化と、安定した通信を確立するため、水晶発振子の利用を選択した。このため、大戦末期には貯蔵水晶原石の枯渇に直面したが、水晶発振子を装備した無線装置は、最前線の可搬式小型機に至るまで、其の動作は極めて安定したものであり、同時代の各国軍用無線機との違いを際立たせた。水晶発振子と温度係数 1920年(大正9年)の後半より短波帯に於ける商業通信が盛んになり、発振周波数の安定度について国際的な取り決めが必要な状況となった。このため、1932年(昭和7年)になり、国際電気通信条約により、その偏差値は2× 10-4(10のマイナス4乗)以下に確定したが、この時期、短波帯の発振用水晶片にはX板の厚み振動子を使うことが一般的であった。 水晶発振子の周波数変動要因は周囲の温度だけであるが、X板の温度係数は-2× 10-5もあった。また、GEのエリスが1926年(大正15年)に開発したY板は発振が容易で好評であったが、温度係数はさらに大きく＋8× 10-5であった。何れの水晶片も温度が10℃ 変わると国際通信条約の許容値を越えてしまうため、当時発振子は一定の温度を維持する恒温槽に収容され使用される事が多かった。このため、温度特性に優れた水晶振動子の研究が世界各国で進められることになった。 Xカットの水晶は温度を上げると周波数がマイナス方向に動き、Yカットの水晶振動子はプラス方向に動き、その温度係数は逆特性である。このため、温度特性に優れた水晶振動子については、X板とY板の中間であるZ軸の周囲に於いて、ある回転角度の板でゼロ温度係数が得られるのではないかと考えられ、世界各国で研究が行われたが、結局この探索が成功することはなかった。古賀厚み振動理論とRカットの発見 当時我が国に於ける水晶発振子の研究は、東京工業大学の古賀逸策が、Y板がX板よりはるかに低い周波数で発振する事に着目し、その振動のメカニズムについて研究を進めていた。1932年になり、古賀は厚み振動の一般理論を纏め発表したが、この理論により、任意の角度で切り出した水晶板の、厚み振動の共振周波数が計算できるようになった。このため、厚み振動の系統的研究が飛躍的に進展することになり、温度特性の良い振動子の研究は更に促進された。 古賀の厚み振動理論により、Y板をX軸のまわりに回転した回転Y板では、X軸に平行な「厚みすべり振動」のみが圧電的に励振されることが判明した。このため、古賀は助手の高木昇と共同し、回転Y板の特性調査を行い、R面、R′ 面に平行な板では温度特性がY板の1/4に改善されることを発見し、これをR板、R′ 板と名付けた。また、更なる調査により、X軸に平行でZ軸から35°15′近辺に温度係数が零となる切断角度を発見し、これをR1板と名付け、温度の変化により発振周波数が殆ど影響を受けない「Rカット」による水晶発振子の開発に成功した。現在AT板と呼ばれるカットが、古賀が発見したこのRカットである。3号型水晶発振片 本水晶片の外筺はモールド製で、容積は37x 15 x 32mmであり、両側面には発振出力用の金属片が装置され、水晶片受け口にスライドさせ装着する構造である。3号型水晶片は密封式で、当時の一般的水晶片とは異なり、分解することは出来ない。 3号型水晶片とRカット 1931年(昭和6年)、陸軍通信学校研究部は第三次制式制定に向けた次期機材の研究審査に着手し、超短波帯以下の送信機(受信機)には水晶発振子の使用を決定した。このため、後に3号型水晶片として製品化される発振子の構造は、この時期に決定されたと考えられる。しかし、当時水晶振動子は、水晶のY軸に平行してカットするXカット板が一般的で、当初研究部は本式の水晶板を念頭に発振回路の設計を行ったと考えられる。 翌1932年(昭和7年)、東京工業大学の古賀逸策教授がRカットを発見した。本カットとはX軸に平行で、Z軸から35°15′近辺に位置する温度係数が殆ど零となる切断角度で、発振周波数が周囲の温度による影響を殆ど受けない。この発見を受け、陸軍は明電舎に本カットの水晶片の開発を依頼し、3号型水晶振片として完成した。 3号水晶片の問題点 本水晶片の発振は非常に安定していたが、暫く使用しないと発振不良を起こす欠陥があった。水晶片の表面には「発振不良ノ時ハ机上ニ軽打スルコト」と表記されており、3号型水晶振動子の発振不良が恒常的で有った事が伺える。事実、当館が大変お世話になり、陸軍第25軍軍通信隊で分隊長を務められた故柿沼由三殿は「3号型水晶は暫く使わないと発振をしなくなる事があり、水晶に表示の如く、物に軽く打ちつけ、動作を回復させた」と話されておられた。しかし、この発振不良はRカット等の水晶板自体の問題ではなく、水晶片の構造に起因する物であり、主原因は水晶板と接合金属部の接触不良によるものであった。陸軍3号型水晶片内部構造 本水晶振動片の内部構造を掲示するため、発振不良品を分解してみた。3号型水晶片は二枚の接触金具で挟んだ水晶板を絹テープで巻き、ベークライト製の内筺に入れ、之を外筺に納め、発振出力金物が取り付けられた蓋を、両側面に貼り付けた構造である。 水晶接触金具より出力された接線二本は、外筺両側面の発振出力金物に半田付けされており、分解は先ずこの半田を取り外す。次に尿素系接着剤で固定された左右の蓋を取り外すと、外筺より内筺を押し出すことが出来る。 内筺には、コルク板二枚が水晶発振部を挟み込み収容されている。水晶発振部はアルミ合金と考えられる金具二枚が水晶板を挟み、その外周を絹製のテープで3回ほど巻き、接着剤で固定している。水晶板及び接触金具の大きさは20x20mmで、金属の厚さは1.5mmである。水晶板を挟む金具の接触側は内部が円周に極浅く削られ、残った四隅で水晶板を挟み込む構造である。この接触金具の片隅には砲金が埋め込まれ、外側よりこの部分に接線が半田付けされている。 内部構造と発振不良 前述の如く3号型水晶片には「発振不良ノ時ハ机上ニ軽打スルコト」と表記されており、本水晶振動子の発振不良は頻繁に発生したと考えられる。 さて、3号型水晶片の水晶板は接触金具二枚により挟まれ、絹テープで固定されている。しかし、構造からして、当初よりテープによる圧着効果が大きいとは考えられない。また、構造的に本水晶片の内部は湿気やすく、接触金具と水晶の圧着は容易に弛緩したと推測される。一方、水晶発振子部は上下二枚のコルク板に挟まれ内筺に納められているが、この板は緩衝目的で、スプリング等とは異なり、発振部の継続的圧着力には欠けていたと考えられる。 上記により、3号型水晶片は水晶板と接触金属の圧着が不十分で、暫く使用しないと接触部が酸化し、結果、発振不良が発生し、軽くショックを与えると酸化皮膜は破れ、発振可能な状態に復帰したと考えられる。若干の追記 3号型水晶片は発振不良の問題を抱えるも、開発以降終戦に至まで、何ら改善される事なく使用され続けた。本問題の解決は比較的容易であったと考えるが、軍の官僚的体質がそれを阻んだものと推察され、誠に由々しき怠慢である。 ところで、今般分解した水晶片は発振不良品であるがが、原因はアルミ合金製接触金具の接触面側がサビ、水晶板と接触した事によるものであった。これは湿気防止不良及び、使用金属の選定間違による構造的欠陥と考えられるが、特に高温多湿な南方では、この様な原因よる発振不良も多く発生したと考えられる。写真補足 掲示組写真@は明電舎製の陸軍3号型水晶片である。紙製収容ケースには「古賀Rカット式水晶振動子」と表記されている。水晶片の両側面に装置された金物が発振出力端子である。 写真Aは水晶片内部で、水晶片ケースより取り出した内筺に水晶発振部が収容されている。コルク板は発振部の上面、下面に装置され発振部を固定する。二枚の接触金具が水晶板を挟み、これを絹テープでバインドしている。「6500」は発振周波数6500KHzを表している。 写真Bは3号型水晶片を分解した状態である。磨りガラス状の角板が水晶板で、これを両隣のアルミ合金製板で挟み、絹テープでバインドし発振部を構成する。 写真Cは天然水晶に於ける振動子のカット形態である。Z軸から35°15′に位置する板がR板で、現在のATカット板である。
先の帝国陸軍3号型水晶片に続き、海軍型水晶片を分解してみた。海軍型水晶片は接触金具と水晶板の圧着が良く、陸軍の3号型水晶片と比べその動作は遙かに安定しており、発振不良は極希である。 海軍型水晶片は長波用及び短波用に大別することが出来、両発振子の内部構造は大分異なっている。また、大凡1935年(昭和10年)以降に製造された水晶板は構造から、長波用はXカット、短波用はRカット(ATカット)と考えられる。海軍に於ける水晶発振子の使用 帝国海軍は陸軍とは異なり、大戦終了まで送信機は主発振式(自励発振)及び、水晶発振式が混在し、水晶制御方式化の徹底には欠けていた。これは、艦艇に一度大型の送信機が装置されると、その換装は容易ではなく、このため、新造艦艇でない限り、新たに開発された水晶制御式送信波機の搭載が難しかった為と考えられる。 海軍に於ける水晶発振子の使用は、既設機材の改良より始められた。1928年(昭和3年)に制式化された88式短4号及び改1(出力500W)、短5号(250W)送信機を電力増幅器に改造し、本装置に水晶発振装置及び、多段増幅器を付加した。本改良型が、制式化された海軍艦艇用送信機の1号機と考えられ、改造時期は1931年(昭和6年)頃ではないかと推察される。 その後1932年(昭和7年)に制式化された92式送信機では自励発振と水晶発振の混在が始まり、水晶発振子の使用が拡大していった。このため、海軍型水晶片の開発は1932年(昭和7年)頃ではないかと推察される。続いて1935年(昭和10年)に95式送信機各種が導入され、運用周波数の全てで水晶制御方式が適用されるようになった。海軍の水上艦艇用送信機の開発は95式で終了するが、例外としてこれ以降も、潜水艦用に長波帯、短波帯兼用の特型送信機が若干開発された。 一方、海軍航空部隊では、陸軍とは異なり、1936年(昭和9年)に制式化された94式機材であっても主発振方式が採用され、送信機に水晶制御方式が全面的に導入されたのは1936年(昭和11年)に制式化された96式機材からである。海軍型水晶発振片の構造 本水晶片の外筺はモールド製で、突起物を除く容積は36 x 15 x 36mmである。筺の裏表にはアルミ板の蓋が取り付けられ、発振出力端子として機能するが、内部構造は長波用、短波用では大分異なっている。海軍型水晶片は、受け口にスライドさせ装着する構造で、上面には蓋の留めネジを兼ねたガイド用の突起物二本が装置されている。 長波用水晶片 水晶発振筺の内部は縦26mm、横28mmのスペースで、ここに厚さ1.5mmの砲金製接触金具二枚で水晶板を挟んだ発振部が収容される。発振部の上面、下面には厚手のフエルトが敷かれ、外蓋のアルミ板二枚で全体を圧着、固定する構造である。また、内部の左右、上下にはフエルトが詰め込まれ、発振部を固定するが、フエルトと発振部の間には絶縁材として、雲母板が挿入されている。 水晶接触金具には接線が半田付けされており、この導線を発振片表面、裏面のアルミ板と収容筺の間に挟む様にしてネジで固定する。また、水晶板の大きさは発振周波数により異なる為、接触金具の大きさは水晶板に合わせ作られている。 なお、水晶板の構造から、長波用水晶板はXカットと考えられる。 短波用水晶片 本水晶収容筺の内部スペースは20 x 20mmで、四隅には円形の穴が付加されている。水晶発振部は20 x 20mm、厚さ1.5mmのアルミ合金製接触金具二枚で同一面積の水晶板を挟んだ構造で、下面の接触金具は直接ケースのアルミ製裏蓋に接触する構造である。また、上面の接触金具には板バネが乗せられ、之を表蓋のアルミ板で押しつけ、ネジ留めする。 水晶板を挟む接触金具の材質、構造は陸軍の3号型水晶片と同一で、接触側は内部が円周に極浅く削られ、残った四隅で水晶板を挟み込む構造である。海軍型水晶片に関わる若干の私見 本型の水晶片は今日でも良く発振し、動作不良品は殆どない。陸軍の3号型水晶片とは異なり、構造的に接触金具と水晶板の圧着が十分で有る事がその要因と考えられる。しかし、長波用水晶片では、発振部よりの接線と裏表のアルミ製蓋との接触部が酷く電蝕した物もあり、設計の拙さを感じる。写真補足 組写真@が海軍型水晶片で左が表面、右が裏面です。表面のアルミ製蓋は、水晶片装着用のガイドを兼ねた二本のネジで固定されている。裏表のアルミ板は蓋を兼ねた発振部の出力端子である。 写真Aは長波用水晶面の内部で、アルミ製上蓋、フエルト製緩衝材、水晶片の上部接触金具を取り外した状態である。水晶片の上下、右端にはフエルトが押し込まれ発振部を固定している。発振部と周囲のフエルトの間には絶縁材としてマイカ板が挿入されている。 写真Bは長波用水晶片を完全に分解した状態である。発振周波数は400KHz台で、水晶片の厚さが判る。 写真Cは短波用水晶片を分解した状態である。構造は簡潔で、収容ケース内部のスペースは水晶板、接触金具と同一サイズである。収容部の四隅には円形の穴が付加されている。発振部は左の板バネで圧着固定される。
先般ドイツのEbay Auctionに、ドイツ空軍が大戦末期に開発した爆撃管制用PPI式マイクロ波レーダー「Berlin」(ベルリン)の受信機局部発振器が出品された。大戦期に於ける各国のレーダー資料を蒐集する当館にとり、正に驚愕の一品であったが、残念ながら出品先はドイツの国内Auctionであり、応札は叶わなかった。 ところで、帝国海軍は不完全ながらも、1941年(昭和16年)の後半には3,000MHz帯を使用したマイクロ波レーダー「2号電波探信儀2型」(22号電探)を開発し、以降その改良に努めた。しかし、驚くことに、当時技術大国のドイツでは本周波数帯は顧みられず、ドイツ空軍がマイクロ波レーダーBerlinを導入したのは1944年の末で、それも英国空軍(RAF)の地表探索・爆撃用レーダーであるH2Sの模倣による開発であった。 本件に関連し、ドイツの蒐集家Karl Gerhard Buck氏より所蔵する当該局部発振器の写真提供があった。このため、写真と併せ、英国、ドイツに於けるレーダー開発の若干について概観を行ってみた。英国に於けるレーダー開発 レーダーの研究、開発は1930年代中頃から、先進各国に於いてほとんど同時に始められたが、その中で最も真剣に取り組んだのは英国であった。1933年(昭和8年)にドイツでヒットラーが政権を取り、その拡張主義が顕著になると、イギリスでは近い将来、ドイツとの戦争は避けられないとの見方が広がった。開戦となれば独爆撃機の侵攻は不可避であるが、全海岸線を常時哨戒する事は困難であり、このため、敵航空機を早期に発見する何かの手立てが必要であった。 この頃，英国物理研究所の所長ロバート・ワトソン・ワット卿(Sir Robert Alexander Watson-Watt)は電波の反射による電波干渉の研究を進め、この現象を利用すれば、接近する航空機を探知することが可能であるとの結論を得ていた。彼は英国政府より財政支援を受け具体的な実験を開始し、1935年(昭和10年)に政府代表団立ち会いの下、BBCの放送波を利用して、ドップラー効果による航空機の検出実験を行い、電波兵器の有効性を示した。この結果，ラジオロケーター(Radio Locator)と称する電波兵器の開発が英国防委員会により決定され、産学の総力を結集し研究、開発が進められた。 開発された航空機探知装置は、送信所と受信所が独立したバイスタティクス方式の対空警戒用パルス式レーダーで、運用周波数は22-30MHzのセミVHFであった。最初の完成機はテームズ河口防衛用として、約40km間隔で5局が設置されたが、1939年(昭和14年)9月に大戦が勃発すると警戒範囲はほぼ英国本土全周囲に拡張され、後にチェーンホーム(CH-Chain Home) と称される世界初の防空用早期警戒レーダー網が完成した。 翌1940年(昭和15年)9月から独空軍は連日英本土を空襲したが、英側はCHを中核とする防空システムシステムで数に劣る迎撃戦闘機集団を有利に運用し、多大な犠牲を払いながらもBattle of Britain(英国の戦い)に勝利して行った。 この時期問題になったのが、予想される独空軍の夜間爆撃への対処であった。既に波長1.5m(200MHz)を使用した探照灯管制レーダーSLC(Search Light Control)や、波長4m(70MHz帯)の高角砲管制レーダーGL(Gun Lying) MarkUは実戦配備が完了していたが、しかし、夜間戦闘機用迎撃レーダーAI(Air-Intercept)の開発は遅れ、海面探索レーダーASV (Aircraft to Surface Vessel) Mark Uを派生させた波長1.5mのAI Mark Wが導入されたのは1941年(昭和16年)の初頭であった。 マイクロ波レーダーの開発 英国空軍では1939年(昭和14年)以前より、迎撃機には機首に装備できる小型で指向性の強い空中線が必要と考えられていた。しかし、その実現には従来使用していたメートル波帯に代わり、波長10cm(3,000MHz)付近のセンチ波(マイクロ波)帯の使用が不可欠であったが、当時この要求を満たす有効な発振管はなかった。 英国バーミンガム大学の研究室では当初、この目的に沿う発振管として高出力のクライストロンの開発に取り組んだが、その限界が明らかになるとマグネトロンの開発に着手し、6分割の陽極を持つ波長9cm(3,300MHz)、連続出力400wのマグネトロンの開発に成功した。このマグネトロンの改良型(CV-64)及びその周辺技術は直ちに兵器化され、爆撃用、海上探索用、機上射撃用マイクロ波レーダーが次々と開発されていった。その一つが1942年(昭和17年)の末に導入された航空機用PPI式レーダーであるH2Sで、本機は夜間、荒天時の爆撃に大きな成果を上げ、派生型の海上探索レーダーは大西洋に於けるドイツ潜水艦の行動を決定的に制約することになった。RADLABの創設 之より先、1940年(昭和15年)9月、英国の軍事技術使節団がワシントンを訪問した。この際、大統領府の国家防衛研究委員会との協議に於いて、米国に対しマイクロ波による迎撃用及び対空射撃管制用レーダーの開発を勧告し、英国が開発に成功したマグネトロン(波長9cm)のプロトタイプを設計情報と共に提供した。この勧告に従い、米国ではマイクロウエーブ委員会が大学の物理学者を中心としたレーダー開発の研究所を設立することとなり、その運営管理はMIT（Massachusetts Institute of Technology）に委託され、Radiation Laboratory(RADLAB）と命名された新研究所が発足した。以後RADLABに於ける組織的な研究の成果はめざましく、波長6cm(5,000MHz)、3cm(10,000MHz)の新型マグネトロン及びその周辺技術が次々と開発され、これらは直ちに米国の強大な工業力により兵器化され、米英両軍に配備されていった。ドイツに於けるレーダー開発 1933年(昭和8年)、ドイツ海軍技術研究所のルドルフ・キューンホルドは短波長の電波を使用した反射波検出実験を行い、これがドイツに於けるレーダー開発の端緒であったと考えられている。彼はこれら技術を利用した位置測定装置を製造するための電気音響機械会社(GEMA)を設立し、1934年(昭和9年)に波長13.5cm(2,300MHz)のクライストロンを使用した連続波により、2km離れた船舶の検出に成功した。しかし、この波長帯の高出力真空管や測定機器の不足のため、波長を50cm(600MHz)に移行し研究を進めていった。この時期GEMA社と共にテレフンケン社、ローレンツ社も波長50cm帯の研究を開始し成果を上げるが、1935年(昭和10年)頃になると、電波による物体の検知には、パルス変調方式が不可欠であるとの各社共通の認識が生まれ、パルス式レーダーの研究、開発が一気に進んだ。その後各社は軍の要請に従い、各種のレーダーを開発していくが、大戦前期に於けるドイツ各軍のレーダー導入状況は、大凡以下の様なものであった。 ドイツ海軍 1939年(昭和14年)、GEMA社はドイツ海軍の依頼により波長2.5m(120MHz)で130kmの探知能力を持つ対空監視用レーダー Freya(フライア)を完成させ、本機はその後陸上用対空監視レーダーとして広く普及した。当初、このフライアは水上艦艇の監視を目的として開発された。しかし、対空監視用としては有効であったが、水上警戒用としては海軍の要望を満たすことが出来なかった。このため、新たに波長82cm(370MHz帯)、尖塔出力7kw、有効距離40kmの水上監視用レーダーSeetakt(ゼータクト)が開発され、その1号機はポケット戦艦グラフ・シュペ一に装置された。 ドイツ陸軍 一方、ドイツ陸軍は1935年(昭和10年)にテレフンケン社に対し、高射砲部隊用の対空射撃レーダー開発に関する諮問を行った。これを受け、テレフンケン社は1938年(昭和13年)に、3mのパラボラ式空中線を装備した波長53cm(560MHz帯)、尖塔出力8kw、有効距離25kmの可搬式対空射撃管制レーダーのプロトタイプを開発した。当初本機は最大感度方式であったが、その後等感度測定方式に改良され、射撃管制用レーダーFuME-62 Wurzburg(ウルツブルグ)として兵器化された。本機はその後幾多の改修を受けなが大戦終了まで使用され、レーダー史に名を残す傑作機となった。 ドイツ空軍 1941年(昭和16年)の後半、テレフンケン社はドイツ空軍の要請に応え、波長61cm(500MHz帯)を使用した夜間戦闘機用迎撃レーダーFuG-202を開発した。この種のレーダーはLichtenstein(リヒテンシュタイン)と称され各種が開発されたが、C型は尖塔出力1.5kw、有効距離4-5km、測距精度±100mでドイツ空軍の代表的接敵用レーダーとなった。その後英軍がアルミ箔を利用した欺瞞紙による電波妨害を本格化させると、妨害を受けにくい波長3.3m(90MHz帯)を使用したリヒテンシュタインSN-2が開発された。独逸軍レーダーに関わる若干の補足 ドイツは戦時中マイクロ波レーダーの研究開発を怠り、1942年(昭和17年)以降は連合国側高周波技術の目覚ましい発達に対し、取り返しの付かない遅れをとってしまった。この時期、ドイツの技術陣は、マイクロ波は物体に照射しても反射波は細いビームとなり散乱し、戻るエネルギーが小さすぎてレーダーには使用出来ないと考えており、本帯域のレーダー開発には消極的であった。加えて、1940年(昭和15年)、ヒットラーは戦争の短期終結を図るため「一年以内に成果を期待できない研究及び開発の一時中止」を決定し、国民の総力を戦場、軍需生産に投入した。 この決定によりレーダーに関わる研究は以後2年間遅滞するが、1942年(昭和17年)になり漸くレーダーが戦局に決定的な役割を果たすことが認識され、各部門の総力を結集し開発を推進することになる。このため、15,000人の科学・電気・機械関連の技術者が兵役から解除され、1943年(昭和18年)1月には米国の科学研究開発局に似た国家科学研究局が設置され、技術開発・生産に関わる統合的な施策を実施するが、官僚機構の弊害に阻まれ十分な成果を上げることが出来なかった。Berlinの開発 1942年(昭和17年)の末、RAFはマイクロ波帯(3,300MHz)レーダーH2Sの開発を完了し、直ちに爆撃機への配備を始め、併せ、対潜哨戒機への転用を進めた。１９４３年(昭和18年)１月には、H2S を搭載した航空機の先導によりハンブルグを夜間爆撃し、大きな成果を上げ、その有効性を実証した。 1943年(昭和18年)2月3日、ドイツ空軍はロッテルダム近郊に墜落したRAF爆撃機より新種のレーダー(H2S)を回収したが、このレーダーが波長9cmのPPI式マイクロ波レーダーであることを知り驚愕すると共に、事の重大性を認識した。程なくして同系のレーダーを搭載した英米の対潜哨戒機によるUボートへの攻撃が始まり、ドイツ潜水艦隊の被害は深刻なものとなっていった。 当時マイクロ波用レーダーを開発していなかったドイツは、直ちにH2Sに対応する電波探知機の開発を進めると共に、PPI方式の機上用マイクロ波レーダーの開発に着手した。 開発は時間を短縮するため、H2Sを模倣することで行われた。しかし、RAFとドイツ空軍では機体の構造が異なり、また、ドイツの標準真空管の使用や、無線装置の標準規格等の制限があった。このため、1944年(昭和19年)の末テレフンケン社はドイツ初のマイクロ波レーダーBerlinの開発に成功するが、本機はH2Sと回路構成は相似するも、構造は大分異なった物として完成した。Berlin諸元周波数: 3,300MHz(波長9.1cm)繰返周波数: 1500Hzパルス幅: 1μs空中線: 誘電体型2素子2組、指向範囲40°送信機: 送信管LMS-10(8分割マグネトロン)、尖頭出力: 25-30Kw受信機: スーパーヘテロダイン方式、第一周波数変換鉱石検波、局部発振RD2Md(2分割マグネトロン)、中間周波増幅6段中間周波数: 5.6 MHz画像表示: PPI方式高度表示: Aスコープ方式方位測定精度: 3°探索距離: 45kmBerlinの特徴 フロントエンド部 テレフンケン社が開発したPPI式マイクロ波レーダーBerlinは、H2Sを手本とし、送信用マグネトロンLMS-10は、H2Sの陽極8分割型マグネトロンCV-64を模倣して作られた。しかし、励磁はH2Sの永久磁石方式とは異なり、帝国海軍が22号電探で採用した電磁石方式であった。 一方、H2Sの局部発振回路には外部空洞共振器付反射型クライストロンCV-67が使用されていたが、本管の模倣は時間的に困難であったのか、Berlinの局部発振回路には、永久磁石で励磁する小型のマグネトロンRD2Mdが使用された。テレフンケン社がRD2Mdを開発したのは1944年(昭和19年)の後半であり、このため、Berlinは本管の開発成功により完成したとも考えられる。 また、局部発振回路及び鉱石検波式受信周波数変換回路はH2Sの構造を踏襲し、周波数変換回路を送信発振回路と併せ装置し、RD2Mdで構成される局部発振器は外部設置方式であり、遠隔より手動操作で受信同調周波数の補正を行った。 空中線装置 Berlinレーダーの最大の特徴は、空中線装置に誘電体型空中線を使用している事である。本空中線は1/4長ダイポールの先端に、先端が丸い円錐状の誘電体ポリエステルを取り付けた構造で、並列接続した2本の素子2組合により構成されている。技術大国のドイツにとり、H2Sのスキャナ式変型パラボラ型空中線を模倣するのは容易であったと推察されるが、ドイツ技術陣のメンツが本空中線を採用させたものと考えられる。 なお、本誘電体空中線の回転数は400回転/分、6.6回転/秒と非常に高速である。PPI式画像表示管偏向方式 H2Sの残光性PPI画像表示管(CRT)の偏向は静電偏向方式で、回転するスキャナに装置したゴニオメータに鋸歯状波を入力し、出力より90°位相が異なる掃引用2信号を抽出し、PPI表示管の水平、垂直偏向板に加圧して、極座標を構成した。 一方BerlinのPPI表示管の偏向は電磁偏向方式で、電磁偏向コイルに掃引用鋸歯状波を加圧し、之をスキャナと同期して回転させPPI表示をおこなった。Berlinの誘電体空中線の回転数は400回転/分、6.6回転/秒と非常に高速で、偏向コイルも同一の速度で回転する。このため、BerlinのPPI表示管は残光性ではなく、通常のCRTであった可能性もあると考えられる。組写真・資料補足 写真@はKarl Gerhard Buck氏よりご提供頂いたBerlinレーダーの受信機局部発振部である。本発振部は周波数混合回路が装置されたフロントエンドより独立した構成で設置され、遠隔より発振周波数の調整を行う。発振出力は同軸にて混合回路に接続される。 写真Aは局部発振用のテレフンケン社製小型2分割マグネトロンRD2Mdで、励磁は永久磁石により行われる。 写真BはBerlinの送信部発振用マグネトロンLMS-10で、陽極構造は8分割である。本マグネトロンはRAFのH2Sに装備されたCV-64の複製である。 写真CはBerlinの主要構成機材である。指示器の表示管は左が距離測定用のAスコープ、右がPPI画像表示管である。 資料DはBerlinの概念図である。誘電体型空中線、空中線の回転機構及び、本回転機構に連動するPPI表示管の電磁偏向コイルが、判りやすく描かれている。写真提供@ Berlin Local OSC, Photo courtesy of Mr. Karl Gerhard BuckA Magnetron RD2Md, Photo courtesy of Mr. Luca FusariB Magnetron LMS-10, Photo courtesy of Mr. Arthur O. BauyerC Berlin Radar, Photo courtesy of Mr. Arthur O. Bauyer
当横浜旧軍無線通信資料館は参考資料として、1946年9月発行の創刊号より1970年迄のCQ誌を収集致しております。皆様のご協力により収集は大分進捗致しましたが、引き続き以下の欠番があります。つきましては、該当CQ誌をご所蔵の方が居られましたら、収集にご協力を、是非宜しくお願い申し上げます。CQ誌欠番(2018年1月15日現在)1949年---I J K 1950年---@ A B C D E G H J 1951年---@ A B C D E F G H I J K 1952年---@ A B C D E F G1953年---B C D E G 1954年---@ E F H I J K1959年---J1962年---J 1963年---E 1964年---J K 1966年---K 1967年---A E F G I J K 1968年---@ A B C D1969年---@ A B C
先般、(株)KODENホールディングスの前代表取締役社長である伊藤良昌殿より、海軍技術研究所の研究風景と思われる写真他多数を頂いた。光電社は1947年(昭和22年)に元海軍技術研究所・電波研究部の伊藤庸二技術大佐を中心に創設された電子機器メーカーで、伊藤良昌殿は伊藤元技術大佐のご次男である。 伊藤元技術大佐はマグネトロンの権威であり、帝国海軍に於けるマイクロ波レーダーの開発に主導的役割を果たし、また、大戦末期には「Z研究」、所謂怪力光線の開発を推進した。 さて、頂いた写真の中に、日露戦役に於いて帝国海軍が装備した36式無線電信機の構成機材と思われる写真が一枚含まれていた。36式無線電信機は1901年(明治34年)に開発された34式無線電信機の改良型で、両機の構成は共に送信機が火花式、受信機はコヒーラ検波方式であり、受信信号の出力は符号印字式である。 当該写真は海軍館(注-1)の展示物を映したもので、内容は火花式送信機を構成する高圧発生用感応コイル、本コイルの一次側を連続して瞬断させ二次側に高圧を発生させる水銀開閉器及び、特殊な構造の電鍵である。 日本海海戦を勝利に導いた36式無線電信機については、多くの記述や、幾台かの複製が存在するが、その正確な構造については必ずしも判然としない。しかし、今般頂いた写真に映る機材は撮影場所からして、現物の36式無線電信機を構成した装置と考えられ、当館にとっては誠に貴重な収蔵資料となった。写真補足 展示物中央が高圧発生用の感応コイルで、一次側コイルに加圧される直流を水銀開閉器により連続瞬断する事によりパルス化(交流化)し、二次側に一万V近い高圧を発生させる。基台の前面に配置された二本の棒状スタンドの上部に装置されたのが火花放電器(スパークギャップ)で、コイル二次側に発生する高圧を放電させ、B電波を発生させる。左側の棒上部には空中線の接続位置を示す「空」が、右側の棒には地線の接続位置を示す「地」の文字が表記されている。 感応コイルの左側が水銀開閉器で、左の電動モーターによりガラス瓶内下部に装置された小型ポンプを回転させ、瓶の底に溜められた水銀を吸い上げ、上部で放射する。放射位置には一部がカットされた回転する金属製の筒が装置されており、誘導コイルの一次側電路開閉スイッチを構成する。この筒はポンプと同軸で回転し、放出された水銀が外周に触れると回路は導通するが、筒の一部はカットされており、結果、瞬時の開閉が連続する。 感応コイルの前に置かれたのが電鍵で、左斜め上に伸びたパイプは電鍵のカウンターウエイトであり、火花による接点の焼付を防ぐ構成と考えられる。この電鍵と、36式無線電信機の電路結線図(注-2)に描かれた電鍵の構造は一致している。 ところで、この写真は若干不自然で、電鍵は展示ケースの前面ガラスを開けた、レールの上に載せられている。察するに、本来電鍵はコイルの右側に配置されていたが、撮影の都合で中央に移したか、もしくは、別所より電鍵を持ち込み、展示物と併せ撮影を行ったものと考えられる。36式無線電信機(簡単火花式送信機)の開発 1897年(明治30年)、イタリア人のマルコニー(Guglielmo Marconi)は自らが開発した火花式無線装置によりイギリスで一連の公開無線通信実験を行い、無線通信が実用の技術であることを示し、世界の海軍、海事関係者の注目を集めた。帝国海軍も早速、当時イギリスで建造中の軍艦敷島に無線電信機を装備するためマルコニー社と折衝を行ったが、そのロイヤリティーは巨額であり、購入を諦めざるを得なかった。しかし、軍令部員の外波内蔵吉少佐は無線通信の重要性を認識し、速やかな調査研究の開始を部内関係者に説き、1899年(明治32年)10月諸岡軍務局長は外波にその調査を命じた。 一方この時期、逓信省電気試験所に於いても同様の動きがあり、1897年の半ばにマルコニー式無線電信機の調査を開始し、主任技師松代松之助はイギリスで発行された電気雑誌の記事を参考に感応コイル、火花放電器、コヒーラ検波器等により送受信機を完成させ、1浬(1852m)の通信に成功した。1898年(明治31年)11月には月島の海岸と品川沖第5台場間の通信が十分可能となり、12月には公開実験を行うまでになっていた。 電信調査委員会の発足 1890年(明治33年)2月、外波少佐を委員長とする無線電信調査委員会が発足し、委員には海軍側技師と共に逓信省の松代松之助技師、第二高等学校教授の木村駿吉他、無線電信の専門研究家が招聘された。委員会の目的は3年以内に海上80浬(約150Km)の通信が可能な電信機を開発することであり、研究は海軍大学校構内の倉庫で松代松之助、木村駿吉を中心に、逓信省が開発した無線電信機を基に始められた。以後研究は進み、1901年(明治34年)5月には実用無線電信機の製造に着手する事になり、霧島、朝日、初瀬、三笠、磐手、出雲の6艦分の予算措置がなされた。 完成した電信機は艦艇間45浬、艦艇・陸上間70浬で一応満足のいくものであり、同年9月調査委員会は調査終了報告を提出し、これを受け10月18日、本電信機は兵器として制定され、海軍初の無線兵器「34式無線電信機」が誕生した。本機の完成により、無線電信委員会は当面の目標を達成し解散した。 36式無線電信機の誕生 1903年(明治36年)になると34式無線電信機の改良が始まった。之より先、1901年(明治34年)に海軍は無線電信に関わる最新情報の収集、構成部品の買い付けを目的として、外波内蔵吉、木村駿吉を欧米各国の視察に派遣し、多くの新知識と最新の部品を得ていた。 34式無線電信機改良の主目的は、国産構成部品の耐久性の向上、連続使用時に於ける信頼性の向上及び通信距離の拡大であった。このため、空中線同調回路の付加、スパークギャップの設置位置の変更(従型より横型)及び構造の変更、絶縁材料の改良、コヒーラ検波器の感度向上、水銀開閉器の改良等大幅な改修が実施された。電信機全般に関わる改良作業は確実な成果を上げ、本機は36式無線電信機として制式化された。 36式の完成は日露戦争が没発する4ヶ月前の事であったが、連合艦隊は本電信機を急遽整備し主要艦艇に配備した。しかし、一部の二等巡洋艦は整備が間に合わず、引き続き34式無線電信機を装備した。無線電信機の改良 1907年(明治40年)になると、36式の改良型となる同調式の40式無線電信機が開発された。1910年(明治43年)には送信機の電源に500Hzの交流を使用した43式無線電信機が兵器化され、故障の多かった水銀式開閉器から漸く開放される事になった。また、受信機もコヒーラ検波式より黄鉄鉱の鉱石検波器に変更され、符号印字出力式は受聴式に変更された。瞬滅火花式送信機の開発 1912年(明治45年)4月に築地の海軍造兵廠に電気部が開設され、同時に人員の拡充がなされた。新電気部が最初に着手したのは36式以降に開発された簡単火花式送信機を瞬滅火花式に改造することであった。 瞬滅火花式とは火花の放電間隔を0．3m以下にすると火花抵抗が殆んど無限大となる放電特性を利用したもので、簡単火花式における一次回路、二次回路の密結合による2周波の発生が抑制され、二次回路共振の単一電波のみが発射される。また、使用電圧が低くなるため、放電による騒音が著しく軽減される利点が有った。 本作業により従来の簡単火花式送信機は瞬滅火花式に改造され、1913年(大正2年)5月に元年式送信機として制式化された。外国製機材の導入 34式、36式及び元年式送信機は、海軍が開発した国産無線電信機であった。しかし、日露戦役後に於ける諸外国の無線電信技術の発達は目覚ましく、このため、従来の国産品主義より脱し、独逸テレフンケン社の瞬滅火花式送信機を多数購入し、テー(T)式として制式化をおこなうことになった。 導入されたT式送信機の動作は極めて良好で、このため、既設の瞬滅式火花放電器はT式型に改修され、改良機は2年式無線電信機として制式化された。この2年式は小型軽量で音質も良く、用兵側に好評であったため、造兵廠電気部は本式送信機の全面的な国産化に取り掛かり、後に4年式送信機として制式化した。 しかし、以降は不衰滅電波の電弧式(アーク式)の導入に続き、真空管式が主流となり、火花式送信機の整備は終了した。(注-1) 海軍館は東京・原宿の東郷神社東隣りに建設された大日本帝国海軍の記念館で、海軍関係の資料・参考品などの展示を行うと共に、社交施設としても使用され、海軍将校会館とも呼ばれた。海軍館の建物は1937年（昭和12年）で、建物は大理石作りで正面に円柱を備える堂々たる洋館であった。東京大空襲では被災したが焼失を免れ、終戦後は連合国軍最高司令官総司令部（GHQ）に接収された。返還後は厚生省（当時）が設立した日本社会事業大学が使用し、旧海軍館は同大学の施設として1988年（昭和63年）まで使用された。その後、同大学は都下清瀬市に移転し、旧海軍館の建物は1992年（平成4年）に解体された。(注-2) 資料出典太平洋学会誌「皇国の荒廃を賭けた情報通信網と木村駿吉」(2005年5月号)、元資料出典「海軍軍令部『極秘明治三十八年海戦』第四部巻四」
この度、横浜在住のソリッドモデラー松崎幸治殿より、ロケット戦闘機「秋水」の模型を御寄贈頂きました。本ソリッドモデルは当館が所蔵する帝国海軍の高高度飛行用「予圧面」と併せ展示を行うため、数年前に製作を御願いしたものです。 松崎殿の御高配、御貢献に心より感謝申し上げます。 さて、松崎殿が製作される機体は朴(ほう)の木より削り出す伝統的なソリッドモデルで、その製作には驚く程の手間と根気が必用です。お作り頂いた「秋水」の縮尺は1/45で、主翼先端は実機と同様にねじり下げ構造に成っており、また、コックピット内部の再現や、機体各部の筋彫は誠に精密で、驚かされます。 プラモデルとは異なり、松崎殿にお作り頂いた「秋水」は、この世の中に一機しか存在せず、今般のご寄贈は誠感謝に堪えません。近日、本機は予圧面と併せ、館内に展示を行いたいと考えております。ロケット戦闘機秋水 秋水は帝国陸海軍がドイツのメッサーシュミットMe-163Bの設計図をもとに開発したロケット戦闘機で、高高度で飛来するB-29爆撃機に対し、効果的な迎撃を行う最終兵器として期待されました。 1944年(昭和19年)7月14日、ドイツ駐在監督官であった海軍の巌谷英一技術中佐は、ドイツ航空省よりロケット戦闘機 Me-163B及び、ジェット戦闘機Me-262の設計図面を受領し、第4次遣ドイツ潜水艦伊号第29でシンガポールに帰着しました。巌谷中佐は入手図面の内、両機の機体3面図他を携え、シンガポールより航空機で帰朝しましたが、伊29は呉に向かう途上、バシー海峡でアメリカ海軍の潜水艦に撃沈され、他の関連設計資料は失われました。 Me-163の国産化は海軍、陸軍、民間の協同により直ちに始められましたが、入手した設計資料が不十分であるため、不足の部分は日本側の技術により補完され、1945年(昭和20年)の6月頃、試作機が完成しました。7月7日、海軍横須賀追浜飛行場に於いて試作機の動力試験飛行が実施されましたが、不幸にも、本機は上昇途中でエンジンが停止し、着陸時に機体は失速して墜落、大破しました。この飛行での、試験機の動力上昇時間は約16秒、到達高度は大凡500mで、滞空時間は約40秒でした。その後も、機体の生産、搭乗員の育成に関わる業務は続行されましたが、間もなくして終戦となり、秋水の動力飛行はこの一回のみで終わりました。 なお、本機の離陸は投下式車輪にて行い、燃料消費後は滑空により帰投し、胴体より繰り出す橇(ソリ)で着陸を行います。秋水諸元推進装置: 高温式ワルター式KR10ロケットエンジン (推力1500kg)1基、燃料: 過酸化水素・ヒドラジン他、乗員: 1名，全幅: 9.50m，全長: 5.95m、全高: 2.70m、武装: 30mm機関砲2門、最大速度: 800km/H、上昇時間: 高度1万m約3分，動力航続時間: 約5分30秒 ワルターエンジン 秋水のロケットエンジンKR-10は、メッサーシュミットMe-163が搭載した高温式ワルター・ロケットエンジンHWK 109-509の国産型です。ワルターエンジンは戦前ドイツのヘルムート・ワルターが開発しましたが、本エンジンは高濃度の過酸化水素を分解し、発生する高圧の水蒸気や酸素ガスを利用する熱機関の総称です。 秋水が搭載したKR-10は推力を得る高温式及び、燃料を燃焼室に供給する低温式ワルターエンジンの二基により構成されています。 高温式ワルターエンジン部は燃料のT(甲)液（80%過酸化水素）とC(乙)液（メタノール及びヒドラジン系燃料）を燃焼室で混合させ、発生する爆発的燃焼反応により強力な推力を得る方式です。 一方、低温式ワルターエンジン部は、燃料ポンプを駆動する蒸気機関を構成しています。このエンジンは甲液の一部を蒸気発生器に装置した固形触媒（過マンガン酸カリウム・二酸化マンガン他）と反応(酸素と水蒸気に分解)させ、発生する強力な水蒸気で動力部のタービンを高速で回転させ、駆動する燃料ポンプにより圧縮した甲液、乙液を燃焼室に供給します。帝国海軍「予圧面」 本来、海軍に於いて予圧面とは、高高度飛行時に使用する酸素マスクを指す言葉です。当館が所蔵する「予圧面」は海軍の高々度飛行用与圧ヘルメットで、大戦後期の試製品であると考えられます。本「予圧面」は従来の顔面装着式酸素マスクの代わりに、密閉構造のヘルメット内部に予圧酸素ガスを供給します。「予圧面」の開発には諸説がありますが、定説はロケット機秋水用に開発されたとされるものです。しかし、大戦後期、高々度用航空機、飛行装備の開発は時代の要請であり、その一環とし研究、製作され、秋水の飛行にも使用が予定されたと考えるのが妥当と思われます。 本「予圧面」は海軍航空医学部に於いて研究・開発が行われ、150個ほどが製作されたとの事ですが、開発の経緯については判然としません。開発後、実戦航空隊に於いて使用試験が行われましたが、本ヘルメットは圧迫感が強く、視野が狭く感じ、周囲確認の動作が制約される等、操縦員には不評であったと伝えられています。軽量な革製の飛行帽に慣れた一線の操縦員にとっては、時代を先取りした予圧ヘルメットに対する拒否反応は、至極当然であったと考えられます。 なお、当館の所蔵物を含め、現在我が国には3個の「予圧面」が確認されています。「予圧面」の構造 本「予圧面」はヘルメット構造の予圧酸素装置及び、酸素ガスの供給補助を行う腹帯(当館未所蔵)により構成されています。海軍航空医学部に於いて、腹帯は1941(昭和16年)年頃、「予圧面」本体は1944年(昭和19年)の後半に開発されたと考えられます。 腹帯は供給酸素ガスを一次蓄える空気嚢です。既存の酸素マスクの場合、酸素ガスの流入量は一定です。しかし、人の呼吸は飛行高度で変化するため、腹帯は高度に応じ変化する腹部の動きを利用し、適量な酸素ガスを酸素マスク又はヘルメットに供給します。つまり、腹帯は呼吸補助装置と考える事が出来ます。 「予圧面」本体はゴムの成形物で、頭部背後及び顎(アゴ)部には装着用のスリットが施され、使用時両箇所は余長部を合わせ、上部よりゴムバンドで圧着・閉塞します。頭部にはインナーが装置され、各自に合わせ設定を行います。ヘルメットの前面は二重構造の有機ガラスで、呼吸の湿気により内面が曇るのを防ぐため、電熱用のニクロム線が埋め込まれています。また、必要に応じ前面には遮光板を取り付ける事が出来ます。 ヘルメット背後頭部には、酸素ガス供給用の直径35mmの蛇腹状ゴムホースが腹帯より接続され、眉毛の上部二カ所より吹き出します。右側面上部には内部気圧測定用と考えられる直径12mmのゴムホースが、また、下部顎部には、呼吸補助用として腹帯より接続されると考えられる、同サイズのホースが接続され、併せ、受話器及び電熱線電源供給用のコードが装置されています。一方、左側面の上部にはヘルメット内の予圧調整用のバルブが、また、顎部には呼吸排気用バルブが装置され、各自の呼吸状態に合わせ、適切な設定が行えます。酸素マスクに関わる若干の補足 高高度に在っても、人間は体内の酸素分圧を、地上レベルに保つ必用があります。日本人の成人男子は、地上1気圧では約10リットル(L)/分の空気を吸入しますが、その中には約2Lの酸素が含まれています。また、高度と共に気圧が低下しても、地上換算で2L/分の酸素が必要です。このため、完全予圧機能の無い航空機の場合、パイロットは3000m以上では常に酸素マスクを装着し、外気圧に反比例した予圧酸素ガスを吸入する必用があります。 通常、必用酸素の供給は酸素レギュレターにより行われますが、本器は高度上昇に伴う気圧の低下を検知し、酸素と空気の混合ガスの割合を、高度の上昇に合わせ自動調整し、マスクに供給します。本式は自動加圧呼吸要求型酸素レギュレターと呼ばれ、大戦期の我が軍も同様の方式を採用していました。 なお、高度10,000mでは、マスクへの供給酸素濃度は大凡100％と成ります。
新年あけましておめでとうございます。本年が皆様にとり幸多き年となりますよう、心より祈念申し上げます。2018年 元旦 横浜旧軍無線通信資料館 土居 隆
先の大戦に於いて、帝国海軍は超長波が海面下数十メートルまで到達することに着目し、17.4KHzで対潜水艦用の片方向放送系通信を行った。送信装置には国策会社である「日本無線電信株式会社」が運営する依佐美送信所(現愛知県刈谷市)の対欧州通信用超長波送信施設を利用したが、この時期商業通信は既に短波帯に移行しており、巨額の費用を投入して建設された本装置は休眠状態にあった。 一方、この超長波受信用として、帝国海軍の汎用受信機であった92式特受信機の特別仕様が潜水艦に配備された。しかし、本機については資料が無く、その構成については不明であり、長年にわたり該当受信機の発見が、当館の懸案となっていた。 ところが、先般幸にも、知人の情報により、超長波用と思われる92式特受信機の特型を、youtubeの「大日本帝国海軍潜水艦乗務記録インド洋#7」(日本映画社)の中に発見する事が出来、漸くその一端が明らかになった。本映像は以下のURLで聴視出来るが、該当受信機が写るのは冒頭の数秒である。 https://www.youtube.com/watch?v=kA07thaVAmk発見超長波受信装置 今般発見した92式特受信機の特型には、本体右側面に、92式特受信機(改3以降)の短波帯空中線同調線輪収容筺に代え、大型で構造の異なる筺が装置されていた。また、その中央部分より出力されたコードが、本体の長波帯用空中線端子に接続されており、併せ、超長波受信機用空中線からの接線と思われるコードも、接続されていた。 超長波用受信機については、日本無線史(海軍編)に「水中受信用としては、高周波増幅二段を増し且つ同調回路のイムピーダンスを小とし、雑音発生を少くし、一七・四kcを受信し得るように改造したものがある。」との記述がある。また、1941年(昭和16年)12月8日、開戦日の真珠湾攻撃に際し、特殊潜行艇甲標的(特潜)横山艇の整備担当下士官として、伊16潜水艦に乗艦した元海軍電信員出羽吉次氏は、超長波用受信機について、「92式特受信機の右端に従来の同調筺に替え、弁当箱の様な筺が取付けられていた」と証言しておられた。 上記を勘案すると、今般発見した92式特受信機の右側面に確認された付加装置は、17.4KHz受信用の同調・増幅回路と考えられ、内部には同調線輪と併せ、高周波増幅管UZ-78二本が装置されていたと推測される。このため、92式特受信機の超長波受信型は、従来の長波帯受信部(高周波増幅2段、オートダイン検波、低周波増幅1段)に高周波増幅2段を付加した、4-V-1構成のストレート方式で、また、普及型92式特受信機の最低受信周波数が20KHzである事から、装備同調コイルは本型受信機専用の特別仕様であったと考えられる。 しかし、何れにせよ、超長波受信用92式特受信機の構造解明には実機の検分が必用であり、引き続きその発見に努めたいと考えている。空中線装置 超長波受信用の空中線については当初、T式(テレフンケン社製)方向探知機の枠型空中線を使用していた。しかし、大戦後期になると亜酸化鉄粉コアに巻線を施した超長波用特殊空中線が開発され、深度20メートル程度での受信が可能となった。 一方、短波用空中線は潜望鏡昇降装置を模倣した構造で、最上部にエボナイトで防水した1mの黄銅棒を取付け、その基部からキャブタイヤ電線を送信機に接続し、運用は水面上に本空中線部を露頂させ行った。超長波の運用 水中に於ける受信感度については、戸川幸太郎著「潜水艦伊16号通信兵の日誌」(精興社)に於いて、ハワイ攻撃に向かう1941年(昭和16年)12月1日の日記中に「その成果を期待されていた水中無線も、西経に入ってなお感5、水中深度18-20メートルにては感3-4にて、極めて良好に東京をキャッチ出来る。今の分ならハワイ近海にても十分だろう。」との記述がある。また、前述の出羽氏も水中受信感度については「太平洋はハワイ近辺、南はシンガポール付近までの受信は非常に良好で、まるで電信術修得訓練の様であつた。しかしインド洋は不良であった。」と証言されておられた。 なお、伊16系潜水艦の標準無線兵装は92式特型受信機3台、内1台は超長波受信専用、短波・長波兼用の特型送信機1台、T式(テレフンケン社製)長波・中波・短波用方向探知機1台、艦隊内通信用の90式無線電話機1台及び、停泊時の簡易連絡用機材であるTM式軽便無線電信機1台である。海軍「92式特受信機」 1926年に元号が大正より昭和に改まり暫くすると、艦隊通信は従来の長波帯に代え、小電力で遠達が可能な短波帯での運用が盛んになり、各種短波用送受信機の研究・開発が進んだ。 一方、潜水艦隊に於いても短波帯への移行が進んでいたが、水上艦艇と比べ驚くほど狭小な電信室に、長波、短波用送受信機を各機複数台設置するのには限界があり、長波と短波帯が兼用可能な特型送受信機の開発が強く要請された。これら潜水艦隊の要望に応え、1931年(昭和6年)にはYT式特3号・5号送信機が明昭電機により開発され、1932年(昭和7年)には92式特受信機が導入された。本受信機は長波帯と短波帯の受信を一台で行うが、短波帯は長波帯のストレート式受信部に、短波用コンバーターを付加したスーパーヘテロダイン構成である。短波帯受信時、長波部は中間周波増幅部として動作するが、中間周波数となる長波部の受信周波数は、短波運用周波数帯に応じ変更する。 92式特受信機は動作の安定を確保するため、導入以来多くの改修が行われたが、1935年(昭和10年)の後半になり漸く完成の域に近づいた。本受信機は潜水艦隊への配備を目的として開発されたが、改良型(3型以降)は使い勝手が良く、また、小型であることから海軍各部で重用され、艦隊の主要受信機として大戦終了まで使用された。 なお、本受信機には波及型である2型や、特殊用途のため周波数範囲を25,000KHzまで拡張したもの、水中受信用として17.4KHzの受信専用型等が少量製造された。92式特受信機改4型諸元用途: 艦艇用長波受信周波数: 20-1,500kHz(コイル差替式5バンド)短波受信周波数: 1,300-20,000KHz(コイル差替式5バンド)長波帯受信構成: ストレート方式、高周波増幅2段(UZ-78 x2)、オートダイン検波(UZ-77)、低周波増幅1段(UY-238A)短波帯受信構成: 長波部に周波数変換部付加のスーパーヘテロダイン方式、高周波増幅2段(UZ-78 x2)、周波数変換(Ut-6A7)、中間周波増幅2段、オートダイン検波、低周波増幅1段電源: 直流100/220V、直流/交流6V空中線装置: 艦艇装備固定式超長波送信施設「依佐美送信所」 1914年(大正3年)に第一次世界大戦が勃発すると我が国の貿易は空前の活況を呈し、外国電報は激増した。しかし、既設の対外電信設備は貧弱であり、電報の滞留が顕著となった。また、海外有線電信業務の大半はデンマークの大北電信会社及び、米国の商業太平洋海底電線会社の所有する施設に依存するため、電報料金に占める両社への支払額は非常に大きなものであった。このため、我が国は対外通信機能を強化するため、民間の資金により日米間に海底電線を敷設すべく日米海底電信会社の創立計画を1919年(大正8年)5月に発表するが、米国は国益を優先し外国法人による海底電線の陸揚げを認めなかった。 一方この時期、第一次大戦の影響もあり無線通信技術は飛躍的に発達し、列強各国では公衆通信に於ける無線電信の導入が進み、当時長距離通信に適しているか考えられた長波帯の周波数は、これら先進国が独占しつつあった。このため、財界を中心に「我が国も海底電線の敷設計画に代え、無線により対外通信の拡大を図るべき」との機運が生まれた。 しかし、当時我が国の財政は第1次大戦終結による経済の停滞及び、1923年(大正12年)9月1日の関東大震災により窮乏しており、巨額の費用が掛かる対外無線施設の建設には問題があった。このため、政府は対外大無線局の建設に民間資金を活用する事を決定し、1925年(大正14年)に日本無線電信株式会社法を成立させた。これを受け、同年、国策会社「日本無線電信株式会社」が誕生し、以後、民間資金による対外向け無線電信局の新設及び改修が推し進められる事になった。 なお、我が国に於ける電気通信業務は、1900年(明治33年)に公布された電信法第1条に「電信及ビ電話ハ政府之ヲ管掌ス」と規定されており、通信業務自体は政府が行うものと定められていた。このため、日本無線電信株式会社の業務は、民間資金により自社が製造・建設・管理する外国通信用無線電信設備を政府に提供し、通信量に応じた設備の使用代金を収入源とし、これより借入金の返済を行うものであった。依佐美無線電信局の建設 1927年(昭和2年)、日本無線電信株式会社は対欧無線通信設備として依佐美無線電信局の建設を開始した。当初は使用周波数帯に短波帯を使用すべきとの意見もあつたが、この時代は短波通信への信頼は未だ低く、結局長波帯により計画を実行する事になった。依佐美送信所の建設予算は当時としては巨額な550万円で、費用の一部(約150万円)は、独逸からの戦時賠償金(現物支給)があてられた。この経緯により、送信機及び電源装置には独逸テレフンケン社の製品が使用される事になった。送信所の建設用地としては、逓信省より愛知県碧海郡依佐美村の広大な土地の現物支給を受け、また、受信所は三重県二重郡海蔵村（後に四日市市に編入）に決定した。 受信設備は1928年(昭和3年)2月21日に竣工し、受信装置はテレフンケン製のダブルゴニオ式長波受信機4台を基幹とするものであった。また、送信所は1929年(昭和4年)12月7日に竣工し、送信設備は空中線電力550Kwのテレフンケン社製高周波発電機を主発振装置とし、空中線は高さ250米の鉄塔八基を、各4基2列に配置した構造で、架設された空中線装置は逆Ｌ型ダブレット構成であった。対潜水艦通信設備への転用 依佐美送信所の超長波通信設備は巨額の資金を投入し建設されたが、間もなくして長距離通信は短波帯に移行し、施設は自然休上の状態となった。しかし、1939年(昭和14年)頃になり、国際情勢の緊迫により戦争の機運が高まると、帝国海軍は海面下十数メートルに到達する超長波に着目し、対潜水艦通信の送信施設として活用することを企画した。 1940年(昭和15年)の中頃、海軍の艦艇用受信機である92式特受信機を改造し、依佐美送信所が発信する超長波17.4KHzの受信実験が行われ、水中10-15m近辺まで良好に受信が可能である事が確認された。このため、依佐美送信所を対潜水艦用の一方向送信を行う放送系送信所に指定し、運用は東京の海軍通信隊により行うことになった。本送信所の超長波送信施設は1941年(昭和16年)12月8日の開戦通報以降終戦に至るまで、海軍の対潜水艦通信施設として重要な役割を果たしたが、敗戦によりその業務を停止した。依佐美送信所設備概要 本施設の送信装置は電源及び制御装置、5.814KHzを発振するテレフンケン社製の高周波発電機、原発振周波数を三逓倍して送信周波数17.442kH z(波長17.2km)を発生させる逓倍器、電信符号により送信出力の低減を行う信号装置、空中線同調回路及び空中線装置等により構成されている。送信装置諸元用途: 対欧州通信周波数: 17.442KH z(波長17.2km)電波型式: 電信(A1)高周波発電機: 誘導子型高周波発電機(原発振5.814KHz)出力: 500Kw(最大550Kw)電鍵装置: 送信電力低減方式通信速度: 500字/分高周波発電機駆動構成装置: 一次入力三相3,300V交流電動機・直流発電機・直流電動機(高周波発電機駆動用)発振周波数調整: ワード・レオナード速度制御方式空中線装置: 逆L型フラットトップ式(1,440m)、各8条二列素子、250m三角鉄塔各4基二列、地線装置: 多重接地方式、縦1,760m・横x880m網目構造、埋設60cm電源装置 送信施設が大電力を必要とするため、建設時に東邦電力株式会社(中部電力会社)が新たに依佐美変電所を新設して、三相3,300V、最大1,000kWの電力を供給した。 無線装置を構成する電源装置は920Kwの交流電動機(入力3,300V三相)及び、860KWの直流発電機(出力800V)により構成され、発電機出力は730Kwの直流電動機に供給され、本電動機が700Kwの高周波発電機を駆動した。 高周波発電機は直流電動機により駆動されるため、直流発電機の出力電圧を制御することにより、高周波発電機の発電周波数を微調整する事が可能であり、この方式はワード・レオナード速度制御方式と呼ばれた。高周波発電機の定格回転数は毎分1,360回転であり、この時発電機は8.814KHzを発振した。また、交流電動機から高周波発電機に至る各機の運転制御を遠隔で行うため、監視計、制御用抵抗器等は制御室の配電盤に集約されていた。 本送信装置は電源装置より高周波発電装置までが二系列となっており、送信装置を構成する主要部分は定期的に、点検、整備を行うことが出来た。高周波発電機 本機はテレフンケン社製の誘導子型高周波発電機で、装置の外枠は鋳鉄構造で、内部に装置された固定子はU字型である。励磁巻線及び出力巻線はU字型の電気鉄板に巻かれているが、二個のコイルは若干離れて装置され、磁気回路を構成している。固定子の内側には256個の磁極を持つ回転子が収められており、回転子と固定子との隙間は1mmである。回転子が回転すると磁極の通過により磁気抵抗が変化し、出力巻線に5.814KHzの高周波電力が誘起される。 回転子の直径は1.83m、幅は1.1m、磁極の溝の深さは2cm、重量は21.2t、発電機の全重量は38tである。本機は真空管式の速度制御装置を備えており、回転数を自動的に制御する事が出来た。高周波一次回路 高周波発電機より出力された高周波電力は、17.44KHzを発生させるため3逓倍器に入力される。高周波発電機と逓倍器の間には、逓倍器が発生する高調波成分が、発電機に影響を与える事を防ぐため、高周波チョークが装置されている。併せ、高周波発電機出力より不要波を除去するため、可変インダクタンス(バリオメーター)及び蓄電器で構成される5.814KHzの同調回路が装置されている。 3逓倍器は円形の鉄心により構成される水冷式の高周波変圧器で、12Kwの電動発電機により一次側コイルに大電流を流し、磁気飽和により発生する第3高調波17.44KHzを、二次側コイルの中間点より取り出している。高周波二次回路 逓倍器より出力された17.4KHzは、バリオメーターで構成される同調回路により、不要高調波成分を除去する。同調回路出力は空中線同調回路に入力されるが、本回路は空中線結合可変コイル、空中線同調用バリオメーター、固定式延長線輪及び、同調監視用として地線側に装置された1,000Aの空中線電流計により構成され、操作により、17.4KHzを固定空中線装置に同調させる。空中線回路の同調は、同調用バリオメーターを可変操作し、空中線電流計の指示が最大となる様に調整するが、空中線出力の調整は空中線結合コイルの結合度を可変して行う。信号(電鍵)回路 通信符号を発報するには符号により送信出力の接・断操作を行う必要があるが、本装置では逓倍器と同一構造の高周波変圧器の磁気飽和を利用した信号線輪により行う。本線輪は地線側に装置されており、電信符号により一次コイルに電流を流し鉄心を磁気飽和させると、インダクタンスが変化し、空中線同調回路が非同調となる。結果、空中線出力は電信符号に応じ1/100程度に減少し、受信機側では断続する電信符号として復調する事が出来る。 本送信装置が国際通信に活用された時期は、電鍵回路は国際電報局により遠隔操作された。大戦期となり、帝国海軍が依佐美送信所の超長波施設を対潜水艦放送通信用として使用していた期間は、前期が東京の連合艦隊通信隊、後期は呉鎮守府通信隊が運用を担当した。また、戦後になり、本施設が米軍に接収された後は、横須賀の在日米軍海軍司令部通信隊が運用を行った。 空中線設備 依佐美送信所の超長波送信装置を構成する空中線は逆L型フラットトップ式であり、空中線素子は各8条二列の16条構成で、各素子は60本の撚燐青銅撚線により構成された。空中線素子は高さ250mの支線式三角鉄塔各4基の2列配列で展開したが、鉄塔を支える撚線構造の支線は、現地で治具を使い、鋼素線を人力により束ね製造した。 地線は多重接地法で構成され、空中線直下の縦1,760m、横880mを地下60cmに掘下げ、縦は55m間隔で直径4mmの硬銅線を、横は10m間隔で直径約2.6mmの硬鋼線を網状に敷きつめ、地下網の各所より地表へ引出し、当初は架空線で、後には地下ケーブル方式で送信室に引込んだ。超長波施設のその後 1948年(昭和23年)、GHQの財閥解体令により日本無線電信株式会社は解散となり、国際電信電話業務に関わる設備・要員は逓信省に移管された。1948年(昭和25年)、GHQは本施設接収し、超長波送信装置を米国海軍の対潜水艦通信施設として利用したが、1994年(平成6年)になり、日本側に返還された。しかし、建物が老朽化し危険なため、同時期に本施設は解体され、現在、設備の一部が依佐美送信所記念館に展示されている。組写真補足 写真@には左右に2台の92式特受信機が写っている。左側の92式特受信機の右側面に17.4KHz受信用と考えられる付加装置が取り付けられている。付加装置の容積は、既設92式特(改3以降)の右側に装置された短波帯空中線入力線輪収容筺と比べ大分大きい。付加装置の中央より出力されたコードが、本体の長波空中線端子に接続されているのが確認出来る。付加装置下部に接続されたワイヤーは、方向探知機の枠型空中線より取り込んだ超長波用空中線の接線と考えられる。 写真Aは92式特受信機の普及型である改4で、右側側面の突起物が短波帯用空中線同調線輪収容筺である。各操作部は上段右から左へ、短波空中線端子、高―同調蓄電器、短波空中線蓄電器、繊條電流計、長波空中線端子、長波―短波空中線切換、長波空中線蓄電器、音量調整器、再生蓄電器である。 中段は右から、短波同調蓄電器、長波細密同調器、周波数割当表、長波同調蓄電器。下段右から、100V/200V繊條、翼板電圧、6V繊條、各々の接・断切換器、長―短波電源切換、繊條抵抗、受聴器端子2個である。 組写真Bは依佐美送信所内部で、左が高周波発電機で5.814KHzを発生する。右は高周波発電機を駆動する直流電動機である。 写真Cは依佐美送信所構成装置の概念図である。
先般、米国のNet Auctionで、冷戦期にソビエト陸軍が開発、配備した携帯式対空監視用電波探知機「9S13」を入手した。本機は歩兵用対空警戒用電波探知機で、レーダーを搭載した攻撃機やヘリコプター等の敵航空機を探知、発見し、これを、併せ携行する小型の地対空ミサイルで殲滅しようとする、誠に劇画的な野戦用電波兵器である。入手機材概観 到着した「9S13」の状態は良好で、備品も全てが揃っていると考えられ、その内容は探知機本体(空中線装置、受話器、電池ケース付)、未開封予備検波器5個、スパナ類2個、空中線取付金具、収容キャンバスケース及び、備品点検簿である。また、装置の筐体容積は7X21x7cmで、重量はキャンバスケース込みで2.2Kgであった。 本機はマイクロ波帯用ホーン型空中線、マイクロ波検波器、半導体式低周波増幅器及び乾電池式電源により構成されているが、驚いたことに筐体は密封型で、残念ながら内部構造を確認することは出来ない。また、操作部は電源及びバンド切替用スイッチの二個だけで、音量調整機能は具えていない。ホーン型空中線は一本のコードで出力されているが、端末では二本に別れ、各コードは同軸コネクターで本体に接続されている。確認したところ、各コードは細い同軸構造であった。 入手前、マイクロ波用検波器はホーン型空中線の内部に組込まれていると推察したが、実際には検波器二個が、筐体上面の収容金物の中に装置されていた。本収容金物はキャビティ構造の同調回路を構成していると考えられ、付属の工具でシリンダー容積を可変する事が出来る。検波器は直径が4.2mm、長さが16mmの銀製の筒に収容された構造で、戦中に米軍のマイクロ波機材用として開発され、戦後各国で使用された検波器、1N23とは大分構造が異なっている。 「9S13」の運用周波数帯は判然としないが、空中線の構造から、6,000-10,000HMz近辺のXバンドを2バンドに分け受信する方式と考えられる。資料によると、本機の性能は、高度3000mの戦闘機に対し探知距離は20-25Km、高度300mでは10-15Kmとなっている。 「9S13」の使用方法は至って簡単で、ホーン型空中線を筐体上部又はヘルメットに取り付け、装置を首から吊し、受話器を装着し、前方空中を探索するのみである。 なお、補足資料として追加写真他を下記facebook「旧日本軍無線機etc.」に掲示した。 https://www.facebook.com/groups/1687374128228449/探知機の動作確認 「9S13」は筐体が開放できず、現状では内部構造を確認することは出来ない。しかし、このまま収蔵するのでは芸がなく、このため、動作確認を行うことにした。 電源スイッチのON・OFFで内部回路との接続及び抵抗値を確認した後、適正電圧は不明であるが、本体はトランジスター増幅器のため、とりあえず9Vを加圧してみた。しかし、受話器に反応が全く無いため、各端子をいじり回していると、突然増幅器の内部雑音が聞こえた。引き続き、各接線をいじり回し、漸く、受話器の付け根付近で、内部接線が半断線している事を発見した。このため、受話器を分解し、併せ付け根のゴム被覆を切開し、何とか原状を維持しつつ、修復を完了した。 状態が安定したので、次は動作確認試験であるが、当館はマイクロ波用の発振管は多数所蔵するも、発振器は備えていない。このため、代用として、増田屋の有名なRCバス(火花式送信機・コヒーラ式受信機)の送信機でB電波を発射した所、見事にブザー周波数で変調された雑音が受信でき、本探知機は生きていることが確認出来た。実地試験と米国海軍厚木基地 さて、探知機が動作状態である事が確認出来ると、実際のレーダー波を検知してみたい強い欲望駆られ、隣町の米国海軍厚木基地に急遽出向いた。冷戦期に、仮想敵国米国の航空機を感知するために開発されたソビエト製電波探知機の実地試験場としては、これほど相応しい場所はない。 厚木基地の滑走路南端の国道は、離発着する航空機の撮影には最適の場所で、いつも大型のカメラを携えた航空ファンで混雑しており、、当日も誠に盛況であった。とりあえず、滑走路に正対する場所に陣取り、探知の準備を整えた。 緊張して探知機のスイッチを入れると、「キッ・キッ・キッ」とパルス音が3回連続し、2秒毎に繰り返す信号が受信でき、探知は成功した様である。周囲をサーチすると、受信波は滑走路方向から発信されている模様で、信号の状況から、この電波はレーダー波ではなく、着陸誘導用電波の可能性もあると考えられた。既に夕暮れ時で、多くのことは出来なかったが、とにかく、ソビエト製電波探知機で、米軍航空機に関連したパルス信号を受信する事が出来、誠に幸であった。「9S13」と独逸マイクロ波用電波探知機 第二次大戦後期、ドイツ潜水艦隊はマイクロ波レーダーを装備した英国空軍(RAF)の対潜哨戒機に苦戦し、大きな被害を出したが、その対抗手段として開発された機材は、「9S13」と同一原理の鉱石検波式電波探知機であった。大戦終了後、ソビエトは旧ドイツの電子技術を全面的に取り入れ、その影響は1960年近くまで続いたが、「9S13」も又、旧ドイツ海軍のマイクロ波帯用電波探知機の技術を参考に、開発されたものと考えられる。 このため、以下でドイツ海軍に於けるマイクロ波帯用電波探知機の開発及び、併せ、帝国海軍との関わりについてその若干を掲示した。ドイツ海軍マイクロ波帯用電波探知機の開発 1942年(昭和17年)の末、RAFはSバンド帯マイクロ波(3,300MHz)レーダーであるH2S(地表探索、航法・爆撃用)の開発を完了し、直ちに爆撃機への配備を始めると共に、対潜哨戒機への転用を進めた。しかし、翌年2月に本機を搭載した爆撃機がオランダのロッテルダムで撃墜され、早くもH2S はドイツ空軍の手にするところと成った。後にこのレーダーは枢軸国側で「ロッテルダム装置」と呼ばれる事になるが、当時マイクロ波帯レーダーを未開発であったドイツ技術陣にとり、本機の発見は誠に衝撃的であった。 一方、ドイツ海軍では1943年の初頭より、Uボートに搭載するVHF帯の電波探知機Metoxが、レーダー波を感知しないにも関わらず、敵航空機の急襲を受けるようになり、その被害は甚大で、大混乱に陥っていた。 「ロッテルダム装置」の入手によりマイクロ波帯レーダーの存在が明らかになると、独逸海軍は直ちに、この周波数帯の電波探知機の開発を始めた。しかし、電波兵器行政の混乱によりその開発は遅れ、配備は1943年(昭和18年)の後半となり、この間ドイツ潜水艦隊は、非常に困難な状況下での作戦を強いられる事になった。ドイツ海軍マイクロ波帯用主要電波探知機 FuMB-7 Naxos ドイツ海軍が潜水艦用に開発した主要電波探知機の多くは、鉱石検波・低周波増幅方式である。この時期の実用的探知機は波長8-12cmに対応するFuMB-7 Naxosで、本機は鉱石検波器を内蔵した親指型空中線及び、低周波増幅回路により構成されていた。Naxosの探索は受聴式であったが、低周波増幅回路にはスケルチ機能が付加され、入力信号強度が設定レベルを超えると、ランプにより警報を発した。 担務要員は潜水艦が浮上すると空中線部と共にハッチより飛び出し、木製ポールの先端に装着した空中線を回転させ周囲を探索した。本式は、メートル波帯用電波探知機Metoxが導入された当初に行われた探知方法と同一である FuMB-26 Tunis 1944年(昭和19年)初頭、FuMB-7 Naxosに続き、Sバンドを使用した英空軍の海上探索用レーダーASV(Air to Surface Vessel) Mk.V(3,300MHz)に対抗するマイクロ波用電波探知機の研究中、ドイツ空軍は撃墜した米爆撃機より波長3cm(10,000MHz)のXバンドレーダーH2Xを回収した。この時期、ドイツ海軍は反射器付きダイポール型空中線を装備したSバンド(2,000-4,000MHz)用電波探知機機FuMB- 24を開発していた。しかし、Xバンドレーダーの出現により、急遽ホーン型空中線を装備したXバンド(8,000-10,000MHz)用探知機FuMB -25を開発した。 FuMB- 24、FuMB-25は共に、空中線装置に鉱石検波器を取付けた構造で、検波信号増幅器は5極管RV12P2000の6段構成であり、探知は受聴式である。しかし、この二機材を個別に運用するのは好ましくなく、このため、両機の空中線を背中併せに統合し、低周波増幅部を兼用するFuMB-26 Tunisが開発された。本機の空中線部分は木製ポールの先端に取付けられ、FuMB-7と同様に、担務要員は潜水艦が浮上すると空中線部と共にハッチより飛び出し、ポールを回転させ周囲を探索した。遣ドイツ潜水艦と電波探知機 帝国海軍の田丸直吉造兵(電波)少佐は1943年(昭和18年)12月、駐ドイツ大使館付武官として、第4次遣ドイツ潜水艦伊29に便乗しドイツに派遣されたが、戦後その記録を「竜宮紀行」(注-1)として自費出版した。 本書によると、当初、伊29は呉海軍工廠製のメートル波帯(VHF)用電波探知機及び、回転式ラケット型空中線を装備していた。しかし、シンガポールに於いて、丁度ドイツより帰還した第２次遣ドイツ潜水艦伊8が、往路途上にドイツ補給潜水艦より受領したMetox(VHF電波探知機)及びルンド型空中線(ラケット型の円形無指向性型)を装備していたため、急遽本装置を伊29に移設した。 1943年12月17日、伊29はドイツ占領下のフランス・ロリアン軍港に向けシンガポール出航、翌年の2月14日、アゾレス諸島の南方300浬、北緯28度00分、西経39度05分でドイツ補給潜水艦と会合し、電波探知機を受領、併せ連絡士官1名、操作担当下士官1名及び兵1名が乗艦した。 「竜宮紀行」の記述から、この折り伊29がドイツ潜水艦より受領した電波探知機は、マイクロ波帯用のFuMB-7 Naxos及び、メートル波帯用のFuMB-8 Wanz3型で、空中線装置はFuMB-7が「親指型」、FuMB-8は「ルンド型」であったことが判る。また、文章からは、マイクロ波電波探知機Naxosの受聴音だけを頼りに、RAFの対潜哨戒機を回避しつつ航海を続ける伊29の過酷な状況が偲ばれ、この時期の枢軸国潜水艦にとり、鉱石式電波探知機が如何に重要な兵器であったのかが理解できる。 1944年(昭和19年)3月15日、伊29は無事ロリアン軍港に到着し、休養、物資の搭載を済ませた後、4月16日にシンガポールに向け帰途に就いたが、この際、波長1.2-12cmのFuMB-26 Tunisと推察される試作電波探知機を受領した。7月12日、伊29は無事シンガポールに到着、乗組員を除く便乗者全員が離艦し、その後、新たに士官候補生10名を乗せ呉に向け出航したが、途上バリタン海峡で米海軍潜水艦の雷撃を受け沈没した。帝国海軍とマイクロ波用電波探知機 1941年(昭和16年)10月、海軍技術研究所は3,000MHz帯を使用した水上警戒用マイクロ波レーダー「2号電波探信儀2型(22号電探)」の開発に成功した。しかし、3,000MHz帯は未経験な技術分野であり、特に受信機の安定化に手間取り、用兵側が最も必要な時期に、本機の発展型である水上射撃管制用レーダーを提供することが出来なかった。 当初技術研究所が開発した22号電探の受信機は他励式超再生検波方式であり、その後オートダイン検波方式に改良されたが、何れの動作も芳しくなく、このため、射撃管制レーダーへの転用は望むべくもなかった。しかし、1943年(昭和18年)の末に、技術研究所電波研究部の菊池正士技師(注-2)の指導の下、22号系電探の研究に携わっていた東京帝国大学大学院学生の霜田光一研究生(注-3)が、マイクロ波用鉱石検波器の開発に成功し、22号電探のスーパーヘテロダイン化及び、マイクロ波帯電波探知機開発の懸案が一挙に解決することになった。鉱石検波器の開発 1943年9月(昭和18年)上旬、電波研究部菊池技師の指示により、霜田研究生はマイクロ波検波用鉱石の研究を始めるが、海軍側から提供された機材は信号源発生用の小型磁電管M-60及び、励磁用の永久磁石だけであった。霜田研究生は各種鉱石の検波特性を調査し、黄鉄鉱とシリコンがマイクロ波に対し優れた検波特性を示す事を発見し、黄鉄鉱の結晶で検波器を作ることに成功した。 当時海軍技術研究所の技術者達は、鉱石検波器は過去の遺物であり、感度も低く、また、振動や衝撃に弱く、戦闘艦に装備する無線装置には使用できないと考えていた。実際、当時使われていた鉱石検波器は振動に弱く、その対策として、太い接触針を用いて検波器が作られていた。しかし、霜田研究生は物理学的に考え、衝撃による加速度に対しいては、太い針先よりも細く短い針が有利であり、鉱石の摩擦力で接触点が動きにくい筈であるとし、この方式により鉱石検波器を開発した。事実、完成した鉱石検波器は従来の製品に比べ衝撃に対して格段の耐震性があり、戦闘艦搭載装置の使用になんら問題の無いものであった。電波探知機3型、47号受信機の開発 霜田研究生は早速この検波器と高利得増幅器を組み合わせ、試験装置を作り上げた。実験の結果、出力20mWの磁電管M60の発振パルスを45m離れた位置で、S/N2程度で受信出来ることを確認した。引き続き、本装置に電磁ラッパを取付け本格的な野外実験が行われ、芝浦の実験所に設置された22号電探の電波を、23km離れた千葉県富津海岸でS/N2.5〜8.9で受信し、以後の実験結果も良好で、マイクロ波用電波探知機の目処が立った。この結果を基に、電波研究部はマイクロ波帯用電波探知機を設計し、早速七欧無線に試作機の製造を発注した。併せ、受信空中線の広帯域化や低雑音高利得増幅器の研究が進められ、本機は47号受信機として完成した。 本マイクロ波用電波探知機47号受信機の運用周波数は400-10,000MHz(注-4)で、構成は鉱石検波・低周波増幅方式である。本機は空中線部と同調用立体回路(キャビティ)が合体した構造で、組込まれた鉱石検波器の出力を低雑音増幅(110db)する方式であり、空中線には広帯域ダイポール型、電磁ラッパ型等各種が開発された。47号受信機は構造が簡単で製造も容易なため、直ちに量産化され、「仮称電波探知機3型・47号受信機」として1944年(昭和19年)4月から各艦への配備が始められた。仮称電波探知機3型・47号受信機緒元用途: レーダー波探知装置場所: 水上艦艇運用周波数: 400-10,000MHz受信方式: 鉱石検波・低雑音増幅方式(110db)電源: 交流110V空中線: 電磁ラッパ、ラケット型潜水艦用48号A型受信機の開発 この時期、マイクロ波帯用電波探知機を最も必要としていたのは、米海軍駆逐艦や対潜哨戒機が搭載する水上警戒用マイクロ波レーダーの脅威に直面していた潜水艦隊であった。しかし、未だに潜水艦へのメートル波帯用空中線の艤装方法も十分には確立されておらず、開発されたマイクロ波帯用空中線の取付けは技術的に困難であった。このため、潜水艦用として、空中線を可搬式のパラボラ型とした「48号A型受信機」が開発された。 本パラボラ型空中線は、中央に背後よりハンドルの回転で同調周波数を可変出来る筒状のキャビティが装置され、その先端内部には鉱石検波器が組み込まれ、両側面に楕円形の広帯域ダイポールが取り付けられた構造で、検波信号は接続ケーブルを介し受信機本体(低雑音増幅器)に出力された。電測員は受信機に延長コードで接続した受話器を装着し、潜水艦が浮上すると空中線部と共にハッチから飛び出して四方を探索し、敵レーダー波の探知を行ったが、この方法は前述したドイツ潜水艦隊が行った方式と同一である。写真補足 掲示組写真@が今般入手したソビエト製のマイクロ波用電波探知機である。各部は黄色@がバンド切り替え器、Aが電源スイッチ、Bが検波ダイオード収容器で、本器は同調用キャビティを構成していると考えられる。Cはホーン型空中線、Dは片耳式受話器接続端子、Eは空中線入力端子、Fは電池ケースである。 掲示資料Aの左は、ドイツ海軍が大戦後期に開発した実用的マイクロ波用電波探知機FuMB-7 Naxosである。右はマイクロ波用空中線のイラストで、左がFuMB-24探知機用のダイポール型空中線、右がFuMB-7用の親指型空中線である。Uボートで本空中線を使用する場合は、空中線を木の棒の先端に取り付け、坦務要員が回転させ探索を行った。 掲示写真BはFuMB-26 Tunisの空中線装置で、構造はFuMB-24用のダイポール型空中線及び、FuMB-25用のホーン型空中線を、後ろ合わせで統合した構造である。Uボートで使用する場合の操作は、FuMB-7と同一である。 掲示写真Cは帝国海軍の400型潜水艦に配備されたマイクロ波用電波探知機「48号A型受信機」のパラボラ型空中線である。担当が右手で同調用ハンドルを操作している。パラボラ中央の筒はキャビティで、先端の両側に取り付けられた楕円の羽根は広帯域ダイポールであり、その中間内部に鉱石検波器が装置されている。(注-1) 今日「竜宮紀行」の入手困難であるが、その全編は文庫本「伊号潜水艦訪欧記」(光人社)に収録されている。(注-2) 菊池正士(1902-1974)、物理学者、文化勲章受章(注-3) 霜田光一、現東京大学名誉教授、文化功労者(注-4) 最高対応周波数については当時測定方法が無く、10,000MHzは必ずしも正確ではない。
先般、国内のNet Auctionに帝国海軍の「移動用超短波無線電話機・送信機電源」なる機材が出品された。事務局は当該無線電話機を之まで確認した事がなく、誠に驚いたが、電源の構造から、本機は陸上用の半固定機材と考えられた。出品電源は戦後高周波ミシン等の発振器に改造されたと考えられるが、内部には原型の変圧器も残り、また、前面パネルの左半分は原状を留めていた。 「移動用超短波無線電話機」は事務局が初めて確認する機材であり、このため、本機の知識や資料は持ち合わせず、当該無線電話機がどのような装置であったのかは判然としない。しかし、装置された高圧用トランスは構造から、1,000V以上の高電圧発生用と推察され、送信機本体は1933年(昭和8年)に導入された艦艇用の「93式超短波送話機」に類似し、また、その運用は陸上半固定式であると考えられた。 このため、以下では帝国海軍の超短波用無線電話機材の開発について概観し、併せ「移動用超短波無線電話機」が如何様な装置であったのかを考えてみた。 なお、補足資料として追加写真他を下記facebook「旧日本軍無線機etc.」に掲示した。 https://www.facebook.com/groups/1687374128228449/超短波無線電話機の開発 大正の後半になると、帝国海軍に於ける送信管の開発、製造が軌道に乗り、以前より艦隊側の要望が大きかった砲戦用通信装置として、中波帯を使用した中1号、2号無線電話機が開発された。以降、無線電話機に対する要望は戦隊に迄拡大し、艦隊用の隊内無線電話装置の開発が必要となった。しかし、既設の1号、2号無線電話機は調整が複雑で、また、運用周波数が長波帯のため、秘匿性(遠達)に問題があり、次期無線電話機の開発では、取扱と併せ、非遠達性を考慮する必要があった。 1929年(昭和4年)、海軍技術研究所は非遠達周波数である超短波帯の研究を目的として、「超短波帯携帯用同時無線電話機」の試作を行い、良好な成績を収めた。本装置は45-60MHzを使用した出力1Wの自励式送信機、超再生式受信及び、全長2mの金属パイプ式空中線により構成され、4-7Kmの通話が可能であった。技術研究所はこの無線装置を参考に隊内無線電話機の開発を進め、1930年(昭和5年)に、90式無線電話機を完成させた。 90式無線電話機は艦隊側の好評を得たが、通話距離が短く、また、周波数の安定や、音質に問題があった。1933年(昭和8年)になると、主に通信距離の拡大を考慮した送信出力50Wの「93式超短波送話機」及び「93式超短波受話機」が開発され、暫時90式無線電話機より、本機材への換装が進められた。 しかし、93式無線電話装置は通達距離を除き、90式無線電話機と比べ然したる特徴はなく、また、重要な周波数安定の問題も解決されたわけではなかった。このため、1941年(昭和16年)になり、スーパーヘテロダイン方式の本格的なVHF機材である「1式超短波無線電話機・受話機」が開発され、1943年(昭和18年)には対応送信機として「3式超短波6号送話機」が試作された。 「3式超短波6号送話機」は出力が60Wの水晶制御式送信機であったが、この時期になると戦局の悪化により、電波兵器の開発に物資、人材が投入され、艦隊用無線電話機を考慮する余裕は無くなっていた。このため、「3式超短波6号送話機」の生産予定は放置され、本機が「1式超短波無線電話機・受話機」と併せ、実戦配備される事は無かった。 なお、上記の経緯により、艦隊は90式、93式無線電話装置で先の大戦を戦ったが、戦争後期になると、一部では既設の無線電話機と併せ、航空部隊用のVHF編隊内通話機材であ「1式空3号隊内無線電話機」を流用した。「90式無線電話機」(改2)装置概要 本無線電話装置は送信機、受信機、電源及び空中線装置により構成された。送信機と受信機は個別の金属製ケースに収容された構造で、特に送信機は艦橋外部やマスト中部等空中線の近くに、露出した状態で設置されるため、水密構造となっていた。 送信機は三極管UX-112Aによる自励発振、陽極変調(ハイシング変調)方式で、送信出力は2W、運用波形は変調電信(A2)及び電話(A3)である。運用周波数は32-53MHzで、この周波数帯を差替式コイル6本で対応する。 受信機は超再生方式で、構成は超再生検波、低周波増幅二段方式であり、受信周波数は32-53MHzで、この周波数帯を差替式コイル6本で受信する。検波回路は三極管UX-99による格子検波方式で、超再生状態を誘起させる修調回路(クエンチング周波数発生回路)は独立した他励式である。 電源装置は蓄電池により構成され、送信機用は高圧が150V、低圧が6V、受信機用は高圧が50V、低圧が6Vである。90式無線電話機改2諸元用途: 艦隊内通信通信距離: 電話10Km運用周波数: 送信7-50MHz、受信32-50MHz電波形式: 変調電信(A2)、電話(A3)送信出力: 2W送信機: 自励発振UX-112A、A2(ブザー)・A3変調UX-112A受信機: 超再生方式、検波UX-99、修調発振UX-201A、低周波増幅2段UX-201A x2送信電源: 蓄電池、高圧150V、低圧6V受信電源: 蓄電池、高圧50V、低圧6V空中線: 送信機、受信機各2m金属パイプ海軍93式超短波無線装置概要 本無線電話機は1930年(昭和5年)に導入された艦隊内通話用機材である90式無線電話機の後継機で、「93式超短波送話機」及び「93式超短波受話機」により構成された。 送話機の運用周波数は30-77MHzで、送信出力波は約50W、通達距離は90式の10Kmに比べ、50-70Kmに拡大された。発振回路は三極管UX-852を使用した自励発振方式で、変調はUX-852による陽極変調(ハイシング変調)方式であり、加圧陽極電圧は2,000Vである。併せ、音声増幅用として三極管UX-202A及び、三極管UY-56によるA2変調用の音叉発振回路を備えていた。 受話機は超再生方式で、運用周波数は31-78MHzである。構成は他励式の超再生検波、低周波増幅二段方式で、90式無線電話機の受信機に相似するが、検波回路は三極管UX-99二本によるP.P.構成である。 なお、「93式超短波送話機」は海軍技術研究所が1941年(昭和16年)の末に完成させた海軍レーダーの1号機である「仮称1号電波探信儀1型」の開発に際し、その実験用送信機に転用された機材と考えられる。93式超短波送話機諸元用途: 艦艇用運用周波数: 30-77MHz電波形式: 電話(A3)、変調電信(A2)通達距離: A3-50Km、A2-70Km回路構成: 自励発振UX-852、陽極変調(ハイシング変調)UX-852、音声増幅UX-202A、A2用音叉発振UY-56電源: 高圧2,000V、500V、200V、15V空中線装置: ダイポール型、平行二線引込式93式超短波受話機諸元運用周波数: 31-78MHz回路構成: 超再生検波UX-99二本(P.P.)構成、修調発振UX-201A、低周波増幅1段UY-224、低周波増幅2段UY-247電源: 250V、6V蓄電池空中線装置: ダイポール型、平行二線引込式「移動用超短波無線電話機」 上記の様、帝国海軍の艦艇用VHF電話機材は、大戦以前にあっては、送信機は自励発振方式、受信機は超再生方式が定番であった。このため、「移動用超短波無線電話機」もまた似た構成で、特に送信機は電源の構造から、送信管に高電圧を加圧する「93式超短波送話機」に類似した装置であった事が推測される。しかし、出品電源の写真から判断して、93式と同等の送信機用としては電源が若干貧弱で、このため、送信出力は10-20W程度であり、装置も小型であったと考えられる。 今般出品された電源の改造者は、この電源の高圧を利用し、高周波ミシン等の自励式VHF発振器を組み込んだものと考えられる。 一方、受信機については殆ど選択の余地が無く、構成は他励式の超再生検波方式であったはずである。また、本機は移動機である事から、送信機と同様に受信機も小型化を考慮し、構成は90式無線電話機に相似していたと考えられる。 なお、当該電源に取り付けられた銘板の機材番号が「1」である事や、関連機材が之まで確認されなかった事及び、運用目的を考慮すると、「移動用超短波無線電話機」は極僅かの限定生産であったと推察される。写真補足 掲示組写真@Aは今般Yahoo auctionに出品された海軍移動用超短波無線電話機の送信機電源である。前面パネル左側は原状を維持し、内部には戦後、VHF発振回路が組み込まれたと考えられ同調コイルが装置されている。左側の高圧用トランスは原装備品と考えられ、絶縁碍子の構造より、出力は1,000V以上の高圧が推測される。 掲示資料Bは93式超短波送話機でかなりの大型である。移動用超短波無線電話機の送信機は、本機材を小型にしたような構造であったと考えられる。 掲示資料Cは「93式超短波受話機」で、その構造は検波回路を除き、90式無線電話機を構成した受信機に相似している。
この度、米国のAntique Wireless Association(AWA)博物館の準学芸員である James Kreuzer殿より、帝国海軍の「仮称1号電波探信儀1型・監視機」に関わる写真の提供を頂いた。本機は海軍の地上設置型対空監視用電探(レーダー)である「1号電波探信儀1型(11号)」を構成した同期制御機監視用のオシロスコープであるが、海軍が開発した類似レーダーの殆どに備品として配備されていた。当館は之まで本機を確認した事はなく、期せずして貴重な資料写真が入手出来、誠に幸である。 James Kreuzer殿のご協力に、心より感謝を申し上げる。1号電波探信儀1型(11号電探) 11号電探は海軍が大戦直前に開発した地上設置型の対空監視用レーダーで、海軍の電探1号機であり、方位角、距離の二諸元を測定する。本機はレーダー装置を収容した電探室の前面に、スタック構成のダイポール空中線装置を取り付け、探索は電探室を回転させ行う。11号電探の波形測定はAスコープ表示による最大感度方式であり、測距精度は1-2Km、測角精度は 2-3°である。 本機の計画整備台数は50基で、その1号機は房総半島東岸の勝浦灯台近く、海抜80mの場所に設置され、開戦の直前、1941年(昭和16年)11月28日に試験が完了した。11号の原型は運用周波数が100MHz、送信尖頭出力5kW、監視有効距離は編隊に対し150kmであったが、その後、尖頭出力が30kWに増大され、探索範囲は250kmに拡大した。11号電探の開発 1941年8月2日、遅ればせながら、帝国海軍に於いても電波探信儀研究実験着手の大臣訓令が関係部署に通達された。海軍技術研究所電気研究部部長の佐々木恭少将は、研究実験を急速に進展させるため、各部が一致してこれに当ることを命ずるとともに、テレビジョン研究の権威である日本放送協会技術研究所の高柳健次郎博士、日本電気の技術部他、民間の科学者、技術陣に協力を要請した。 この時期、遣独逸視察団や駐英武官の報告他で各国のレーダーはパルス方式であることが判明しており、メートル波電探の開発は急速に進展した。最初に艦艇用の超短波電話機(93式無線電話機と推測)の送信機をパルス変調することより実験を始め、8月未には波長4.2m(71MHz)で尖頭出力5kWの実験セットを完成させた。この実験機の改良を進め、間もなくして波長3m(100MHz)で出力尖頭出力5kWの試作機が完成し、神奈川県野比の海軍機雷学校実習所構内で実験が始められた。9月8日には第1回の対航空機実験が行われ、中型陸上攻撃機に対し、最大97kmの測定が可能であることか確認された。 当初、試作機が装備したビーム空中線の偏波は英国武官の報告に基づき、垂直偏波であった。しかし、当時は航空機よりの電波反射についての研究は成されておらず、探知に水平、垂直何れの偏波面が有効であるのかは判然としなかった。このため偏波面に関わる調査が進められ、10月初旬の第2回対航空機実験では、水平偏波式ビーム空中線が使用された。この実験では前回と同一条件でありながら、中型陸上攻撃機に対し110km、3機編隊の場合は145kmの測定結果を得る事が出来、見張用レーダーの場合は水平偏波が有効であるとの結論を得た。 試作機による各種実験の結果、改良すべき諸問題が明確となり早速手直しが行われ、兵器化が進められることになった。送信部は日本電気、受信部は日本音響、空中線の回転装置部は富士電気が担当し、各社の協力を得て本格的な生産が始まり、間もなくして、本機は「仮称1号電波探信儀1型」として制式化が行われた。 太平洋戦争が勃発し緒戦の勝利で戦線が拡大すると、ウェーキ島、ラバウル等南方前線要地に対する11号の配備が進んだが、直後に故障が続発した。主な原因は南方特有の高温多湿によるゴム被覆線の絶縁低下による回路ショート、変圧器・蓄電器充填絶縁物の流出による絶縁低下及びショート等で、これらは酷暑地域に対する研究不足に起因するものであった。このため、技術研究所は直ちに要員を派遣し対処を施すると共に、南方地域での使用に耐える部品の開発を行い、徐々に動作は安定していった。 11号電探はその後尖頭出力が30KWに増大され、回路も改良、簡略化されたが、本機は性能に比べ大型、重量過大で、前線への配備には不向であった。このため、戦況の悪化に伴い、移動が容易な12号、13号電探に取って代わられ、生産は百数十基で打切られた。11号電探改-1緒元用途: 対空警戒配置場所: 沿岸、要地有効距離: 編隊150Km、単機70Km周波数: 100MHz帯繰返周波数: 1,000 Hz(最大探索距離150km)パルス幅: 20μs送信尖頭出力: 5KW送信空中線: 半波長ダイポール水平5列2段受信空中線: 半波長ダイポール水平5列2段送信機: 主発振(管種不明)、電力増幅TR-593A x2(P.P.)変調方式: パルス変調、パルス増幅・整形UZ-42・XB-767A、変調TB-508C受信機: ダブルスーパーヘテロダイン方式、高周波増幅1段、(UN-954 P.P.)、第１検波(UN-954)、第1局部発振(UN-955)、第1中間周波2段(RE-3 x2)、第２検波(RE-3)、第２局部発振(Ut-6F7)、第2中間周波数3段(RE-3 x3)、第３検波(RE-3)、低周波増幅2段(RE-3 x2)中間周波数: 第１中間周波数21.5MHz、第２中間周波数3.5MHz帯域幅: ±250KHz総合利得: 120db以上信号表示: Aスコープ方式測定方法: 最大感度方式測距精度: 1-2Km測角精度: 2-3°電源: 3相200V交流電源重量: 8,700kg製造: 住友・東芝・日本音響1号電波探信儀1型改-1装置概観 本電探は空中線装置、送信装置、受信機、同期制御機、波形指示器及び電探室の回転機構等より構成されている。電探機材は回転機構上部に設置された電探室に収容され、電源他の取り込みは回転部分に設置された接触式の電環装置により行われた。空中線装置は枠型構造物に張られた金網上に、送信、受信用空中線素子を配列し、これを電探室前面に取り付けた構造である。電測員は電動機を制御し電探室を左右に回転させ探索を行い、また、標的波の追尾、微調整は併せ装置された手動ハンドルの操作により行い、方位・距離の2緒元を測定した。 11号は開発以降短期間に出力の増大、繰返周波数の変更、同期制御機と指示器の統合、空中線構成の変更等多くの改良が行われ、このため、制式制定年度及び改訂を示す「改」番号がハッキリしない。しかし、これは本機に限った事ではなく、終戦に至る3年半の間に急遽開発、改良された各種電探に共通した事柄である。空中線装置 11号電探の空中線は電探室前面に装置され、送受信用空中線素子は反射効果を考慮した金網の上に絶縁材を介し配置された。送信、受信用各空中線は同一構造の半波長ダイポール水平5列2段で、上段に受信用、下段に送信用素子が配置され、中央には送信波が受信機に回り込むのを低減させるため、金網製の遮蔽板が取り付けられ、また、各空中線の饋電は並行2線式である。送信装置 本装置は送信機(発振部・電力増幅部)及び、衝撃波(パルス)変調機により構成されている。発振部はレッヘル線同調回路で構成される三極管(管種不明)プッシュプル(P.P.)の自励発振器で、発振周波数は100MHz帯である。電力増幅部は同じくレッヘル線同調回路を使用した三極管TR-593A P.P.構成で、送信尖頭出力は5kW、出力状態を監視するため二極管DC762Aによる検波器が付加されている。 パルス変調機は同期制御機で発生させた繰返周波数1,000Hz、幅約30μsの同期用パルスを、五極管UZ-42、サイラトロンXB-767A で20μsに整形後、変調管TB-508C(三極管)に供給する。変調管は出力パルスで発振管の格子電圧を制御し、送信機を起動させ、送信パルスを発射させる。受信機 本受信機はダブルスーパーヘテロダイン方式で、高周波増幅1段、第１中間周波増幅2段、第２中間周波増幅3段、低周波増幅2段構成である。本機の高周波増幅部は五極管UN-954二本によるP.P.増幅構成で、局部発振は三極管UN-955、周波数混合(第一検波)はUN-954であり、各同調回路は独立した構成である。 第１中間周波増幅部は五極管RE-3による2段増幅構成で、中間周波数は21.5MHzである。第二検波はRE-3で、第2局部発振は三極・五極複合管Ut-6F7で構成された水晶発振方式であり、原発振周波数を三逓倍する。受信機の前面パネルには、水晶発振確認用の電流計が装置されている。第２中間周波数増幅はRE-3による3段増幅方式で、中間周波数は3.5MHz、帯域幅は±250KHzである。第三検波はRE-3で、信号増幅はRE-3の2段増幅方式であり、本受信機の総合利得は120db以上である。同期制御機 本装置は15KHzの正弦波発生回路、周波数1/15低減回路、送信用同期信号発生回路、指示器時間軸掃引用鋸歯状波発生回路、測距目盛発生回路等により構成され、基本波より電探装置に必要な各信号周波数を発生させる。 ◎正弦波発生回路 120KHz水晶発振回路及び低減回路で15KHzを発生させ、次段の周波数1/5低減回路で3KHzに、次の1/3低減回路で1,000Hzに変換し、本正弦波周波数を装置の基本信号として各部に供給する。 ◎送信用同期信号回路 基本正弦波を基に飽和回路で幅30-40μSの同期パルスを発生させ、送信機変調部に供給する。本パルスは変調回路で20μSに整形され、発振管のグリッドバイアスを制御する。 ◎鋸歯状波発生回路 基本正弦波1,000Hzに同期した鋸歯状波を発生させ、掃引信号として指示器に供給する。 ◎測距目盛発生回路 主発振器で発生させ15KHzの正弦波を波形操作によりパルス化し、一目盛り10kmの距離測定用マーカー信号として指示器に供給する。指示器(Aスコープ方式) 本指示器は信号増幅回路、掃引回路より成る静電偏向式のオシロスコープで、波形表示は水平軸が反射波の到着時間(距離)を、垂直軸が受信波の強度を表すAスコープ方式である。本指示器の掃引用鋸歯状波は基本正弦波より発生させているため、受信反射波と同期し、波形を表示管上に静止させることが出来る。表示管には測距用として、1目盛10kmのマーカー信号が併せ表示される。標的波測定方式 大戦期に各国が採用したレーダーの測定方式には、最大感度方式と等感度方式がある。最大感度方式は標的波を電探(空中線装置)で微速回転追尾し、受信波の振幅が最大となる位置で測定を行う方式で、この位置で空中線は標的に正対する。11号電探は対空警戒用レーダーであるため、精密測定を必用とする射撃管制用電探とは異なり、標的波の測定は本式により行った。 等感度方式は、射撃管制用レーダーで採用された精密測定方式である。本式の原理は同一の受信空中線装置を二基使用し、切替・選択した左右空中線出力の標的波二つを、間隔をあけ指示器画面に表示し、電探(空中線装置)を微速で回転させ、両反射波の振幅が等しくなった位置で測定を行う方式である。本式では最大感度方式に比べ、より正確に空中線装置を標的に正対させることが出来、測定精度は一桁上回っていた。 なお、艦艇用射撃管制レーダーの等感度方式では方位角、距離の二諸元を精密に測定するが、対空射撃管制レーダーの測定は方位角、仰角、距離の三諸元である。11号電探の運用 電探坦務要員(電測員)は電探装置を左右に回転させ、対空監視の探索を行う。標的となる反射パルスを捕捉した場合は、電探装置の回転を微速操作し、最大感度方式により空中線を標的に正対させ、空中線の角度により方位を測定すると共に、距離測定用マーカーで測距を行う。電測員は標的の捕捉及び方位、距離の二諸元を指揮所に連絡すると共に、電探装置を手動で回転させ、標的の追尾、測定を継続する。掲示資料補足 掲示写真@AがJames Kreuzer殿より提供を受けた「仮称1号電波探信儀1型・監視機」で、本機は同機制御機の信号監視用オシロスコープである。 掲示写真Bは艦艇搭載型レーダーである2号電波探信儀1型(21号)を構成する受信装置で、左端が監視機、中央が監視用指示器、右側が受信機で、上部右端に写る構造物は受信機の整流電源である。 写真Cは勝浦灯台近くに設置された1号電波探信儀1型の1号機である。 掲示Dは1号電波探信儀1型改1の装置概念図である。監視機写真提供: Photo@A courtesy of Mr. James Kreuzer概念図作成: 安原久悦殿