先般、海軍の航空機搭載用レーダーである3式空6号無線電信機4型(H-6)を構成する受信機、「三式空六号無線電信機四型改二受信機」を入手した。当館は本機材の波形表示器である「三式空六号無線電信機四型改三指示機」を所蔵しており、改番違いではあるが、漸く指示機と受信機が揃い、誠に幸いである。 H-6は海軍航空技術廠(空技廠)が開発した航空機搭載型電波探信儀(レーダー)の1号機で、波形の表示は時間軸上に受信パルスを垂直方向に表示するAスコープ方式である。本機は1943年(昭和18年)の初頭に導入されたが、後継機の開発が遅れ、結局、航空部隊で実用化された唯一の機上用レーダーとなった。 入手受信機の程度は良好であったが、高周波増幅部及び、中間周波増幅部の一部に欠品があり、また、将来の改良に備え、受信機背後に設置された予席部分が取り外されていた。本受信機は改二型であることから、この予席部には利得向上のために追加された、中間周波増幅部(一段)が装置されていたと考えられる。 なお、残念ながら、当館は3式空6号無線電信機を構成する送信機は所蔵していない。3式空6号無線電信機4型(H-6)の開発 1941年(昭和16年)の末、空技廠電気部は航空機用電波探信儀の開発に着手したが、その研究は基礎より始められた。当初装置の小型軽量化を図るため、使用波長は1m(300MHz)を計画したたが、目的に叶う適当な真空管が無く、結局波長は2m(150MHz)に決定された。H-6は主に大型機に搭載し、索敵、哨戒及び航法に利用すべく計画され、尖頭送信出力は5KWと、同時期に海軍技術研究所で開発された地上設置型対空警戒用レーダーである1号電波探信儀1型に匹敵するもので、探索距離は150kmが予定された。 1942年(昭和17年)の春に試作機が完成し、直ちに97式飛行艇に搭載し運用試験が開始された。しかし、高度3,000m以上になると湿気及び気圧の低下により、10,000Vの送信管用高圧電源回路部周辺でコロナ放電が多発した。このため、暫定措置とし運用に当たっては高度制限を設け、併せ問題解決への対応がなされる事になった。 同年12月にH-6の運用試験が終了すると、直ちに一式陸上攻撃機や97式及び2式飛行艇等への配備が始まったが、装置には電源の故障、真空管UN-955・954(エーコン管)、FM-2A05Aの不良が続発した。電源回路の故障は整流管に起因するものであり、セレン整流方式に改良することで小康を得たが、真空管不良の問題は解決されず、滞る補給のため予備真空管を多数所蔵する部隊以外では、H-6の稼働は低調であった。補給に関連し、遠隔の基地ではH-6の講習に出張してきた指導員が持参した真空管により、漸く整備がなされるような状況も発生し、真空管に関わる問題は終戦まで解決されることはなかった。 レーダーの性能は空中線装置により大きく左右されるが、H-6電探を搭載する航空機は当初、半波長ダイポールで構成された複合型空中線を装備していた。電探導入時、空中線については性能と空気抵抗による飛行速度の低下に関し数々の論議があった。航空部隊側にとっては飛行速度の低下は深刻な問題であり、空技廠が当初予定していた八木型空中線の装備を押し通すには無理があった。しかし、戦局の進展や空中線の共用化に伴い、1944年(昭和19年)春頃より用兵側の理解が深まり、暫時八木型空中線も採用されるようになった。 この時機になると高々度での飛行が不可欠となり、高圧電源回路の放電現象に対する抜本的な対策が必要となっていたが、一方では新型電探の導入を求める意見も強く、結局新機材の開発に重点が置かれていた。しかし、後継機の開発は進まず、また現用H-6は使用に適さずで、部隊側から激しい非難が開発部門に寄せられる事態となった。このため、1944年8月に発振管の加圧電圧を8,000Vに減圧するなどの大改修が施され、漸くH-6は概ね部隊側の要求を満たすレーダーとなった。 一方、H-6レーダーは航空機による輸送が極めて容易なことから、交流式電源と組み合わされ、南方の前進基地に多数が配備された。地上使用に於ける本電探はコロナ放電や衝撃による故障の誘発とは無縁であり、結果、安定した警戒用レーダーとして十分にその役割を果たすことになった。3式空6号無線電信機4型改2緒元用 途: 哨戒索敵、大型航空機搭載用有効距離: 艦船100Km、航空機70Km周波数: 150MHz帯変調方式: パルス変調繰返周波数: 1,000Hzパルス幅: 3-5μs送信尖頭出力: 5KW空中線: 送受共用、半波長ダイポール水平二列一段(前方)・八木、水平二列一段(両側方)送信機: 同期信号発生FM2A05A、パルス発生・波形整形FM2A05A二本、パルス変調FZ-064A二本並列構成、発振U-233二本 P.P.構成、高圧整流KX-153二本受信機: スーパーヘテロダイン方式(11球)、高周波増幅2段(UN-954)、周波数混合(UN-954)、局部発振(UN-955)、中間周波増幅5段(FM-2A05A)、検波(FM-2A05A)、信号増幅(FM-2A05A)中間周波数: 10MHz総合利得: 100db以上波形表示: Aスコープ方式測定方法: 最大感度方式指示機: 波形表示SSE-120G、信号増幅UY-76A、掃引用鋸歯状波発生UY-76A二本、高圧整流DC-762A電源装置: 直流回転式変圧機、直流回転式交流発電機総重量: 110Kg製造: 日本無線、川西機械製作所3式空6号無線電信機4型改2装置概観 本電探は送信機、受信機、指示機、電源及び空中線装置等により構成されている。通常大型航空機への搭載は特製収容卓の上部に指示機と受信機を二段重ねで設置し、下部内側に送信機及び電源を配置し、卓の機体取付は緩衝マウントを介し行った。 構成各機は重量の軽減を考慮し、合金製アングルの内部にシャーシ板を取り付け、周囲にアルミ板をネジ止めした構造である。受信機及び指示機の容積は異なっているが、横幅、奥行きの寸法は同一で、設置に際し積み重ねを考慮した構造である。各機の容積は受信機が16x26x50cmで重量は8.4Kg、指示機は30x26x50cmで重量は22Kg、送信機は大きく54x30x54cmで重量は49Kgである。 H-6は容積が大きいため通常は多座の大型飛行艇や陸上攻撃機に搭載されたが、装備方法を工夫し、一部は97艦攻や天山等の中型機にも装備された。 空中線装置 開発当初、本電探の空中線は八木型が計画された。しかし、この時期は送信用空中線と受信用空中線は独立しており、八木型二基の設置は、空気抵抗による速度の低下に敏感な航空部隊側の理解が得られなかった。このため、八木に代え、水平二列一段反射器付空中線装置二基を大型機の機首両側面に、送信用、受信用の位置をずらし装備した(次項掲示写真参照)。本空中線の構造は半波長ダイポール二基を水平に配列し、平衡二線により中央から饋電するダブレット形式で、反射器は輻射器の1/4波長(50cm)後方に配置された。 空中線装置に関わる改修は頻繁に行われ、間もなくして海軍技術研究所に於いて空中線共用装置が考案され、送受信機で単一空中線の共用が可能となった。この方式は、受信機用空中線接線を送信機用接線より分岐して受信機に接続するが、分岐接続点の近くにアルゴンガスを封印した1号放電管を装置し、送信パルスの発射時に受信空中線回路を放電により終端し、受信機を保護するものであった。また、送信機の饋電は平衡型であるため、空中線との接線は被覆ケーブルを二本使用し、平衡二線式フィダーを構成した。 空中線の共用化により、空気抵抗への理解も深まり、暫時八木型空中線の導入が進んだ。また、空中線装置の改良は更に進み、前方警戒と併せ側方警戒を行うため、機首又は主翼前面に前方警戒用空中線を、機体両側面に側方警戒用空中線を装置し、これらを手動切替により選択使用する切替式空中線装置が導入された。本装置では4素子の八木アンテナが前面警戒用として機首や主翼前面に、水平二列一段式空中線が胴体両側面に装備されたが、空中線の構成は電探搭載機の構造により臨機に変更された。 なお、帝国海軍が装備した電探用空中線は、基本的には水平偏波方式である。 送信機 本機は同期信号発振部、変調部、送信部及び発振管用高圧電源部により構成されている。同期信号発振部は万能五極管FM-2A05A及び音叉により構成されるブロッキング発振回路で、発生させた1,000Hzのパルスを同期用信号として変調部及び指示機に供給する。 変調部はパルス整形回路及び、パルス変調回路により構成されている。パルス整形回路は供給される同期パルス信号をFM-2A05A二本で構成する飽和回路で3-5μsのパルスに整形後、変調回路に出力する。変調回路はビーム管FZ-064A二本の並列構成で、変調管は出力パルスで発振管の格子電圧を制御する。 送信部は直熱式三極管U-233二本(P.P.構成)による自励式発振回路であり、同調回路はレッヘル線構成である。発振管は変調管の出力パルスにより格子回路が制御され、尖頭出力5KWで発振する。発振出力はレッヘルの一部より蓄電器を介し空中線装置に接続されるが、構成は平衡型の電圧饋電方式である。 本送信機の発振管用高圧電源部は交流式で、変圧器は送信機内部に装置されている。当初高圧整流は二極管KX-153二本による両波整流であったが、その後セレン整流方式に改修された。また、初期型では送信管の陽極電圧は10,000Vであったが、本電圧では高度が3,000m以上になると、湿度によっては高圧発生回路周辺でコロナ放電が発生し、運用が困難となった。このため、当初は運用高度をコロナ放電発生以下としていたが、その後加圧電圧を8,000Vに減圧し、併せ高圧発生回路の改修を行い、この問題を解決した。 受信機 H-6の受信機は高周波増幅2段、中間周波増幅5段、低周波増幅1段のシングルスーパーヘテロダイン方式で、総合利得は100db以上である。開発当初本受信機は中間周波増幅4段構成であったが、利得不足のためその後5段増幅方式に改修された。また、局部発振回路は自励式であるが、開発当初は、将来局部発振回路を水晶制御方式に改修し、受信周波数の安定化による使用電波の有効利用が考慮されていた。このため、改良に備え受信機後部には余席シャーシが配置されていたが、改修計画は進展せず、このスペースは中間周波増幅段の増設に流用された。 フロントエンドはエーコン型五極管UN-954二本による高周波増幅2段、UN-954による周波数変換及び、三極管UN-955による局部発振回路により構成され、空中線入力回路は平衡型である。局部発振回路はUN-955による自励方式で、回路はハートレー発振回路の変形である。開発当初、本発振回路は発振(UN-955)・緩衝増幅(UN-954)方式であったが、過剰な設計であったのか、その後UN-955一本による単一発振方式に変更された。 フロントエンド各段の同調用可変蓄電器は独立した構成で、各部の同調機構はバーニアダイアル構造であり、同調周波数は添付の置換表により読み取る。 中間周波増幅部はFM-2A05Aによる五段増幅構成で、中間周波数は10MHzである。検波回路はFM-2A05Aによる二極管検波方式で、信号増幅はFM-2A05Aによる一段増幅方式である。 なお、本受信機はAGC機能を具えておらず、また、手動利得調整は中間周波増幅第3段部構成管の第二格子電圧可変方式である。 波形指示機 本指示機は120mmのブラウン管を使用した静電式オシロスコープで、掃引信号発生回路、波形表示回路及び高圧発生用電源回路により構成されている。 掃引信号発生回路は、送信機より供給される同期パルスを三極管UY-76Aで一段増幅の後、UY-76Aで構成されるブロッキング発振回路で整形、増幅を行い、出力をUY-76Aで鋸歯状波に変換する。 波形表示回路では、鋸歯状波は掃引信号としてブラウン管SSE-120Gの水平偏向板に加圧される。一方、受信信号は垂直偏向板に加圧され、反射波は掃引信号によりパルス波形として表示される。この場合、波形表示管の縦軸は入力信号の強度を表し、横軸は時間軸で反射波の距離を示すが、本波形表示方式はAスコープ方式と呼ばれる。表示管の横軸には外部付加の距離測定目盛りが取り付けられており、反射波の距離を大凡ながら測定することができる。 指示機の波形表示管用高圧電源回路は交流式で、変圧器は指示機内部に装置されており、整流は二極管DC-762A(KX-142)による半波整流方式である。 電源装置 本機の電源は直流回転式変圧機及び直流回転式交流発電機により構成され、電源入力は機上電源の12Vである。直流変圧器の出力は500Vで、送信機、受信機、指示機に供給され、各機に於いて適正電圧に変換後、各回路に加圧される。交流発電機の出力は110V/95Hzの単相で、送信機の発振管用高圧電源回路及び、指示機の表示管用高圧電源回路に供給される。また、線条用等の低圧電源は、入力電源である直流12Vを、濾波回路を介し供給している。 探索と測定操作 電測員は機首、胴体両側面に装備された空中線を手動切換により選択し、前方、側方の探索を行う。機首空中線で反射を得た場合は機首を振り、反射波が最大となる方位を探る。胴体側面の空中線で反射波を得た場合は、蛇行により大凡の方位角度を得た後飛行進路を変更し、機首空中線で目標反射波を受信する。電測員は操縦員に指示し、反射波の振幅が最大となるように飛行方位を修正し標的の追尾を行い、併せ測距目盛により距離を測定する。機上レーダーによる初の敵艦捕捉(注) 1942年(昭和17年)12月23日、海軍横浜基地に於いて空技廠電気部の有坂中佐以下の電探関係技術者が、ソロモン基地に配備される97式飛行艇3機にH-6レーダーを突貫工事で装備した。作業完了後、各機は同中佐以下3名及び、予備の電探、修理用部品を搭載しソロモン諸島に向け出発した。 1943年(昭和18年)1月、夜間にショートランド南東150Kmにあるムンダ島攻略の米機動部隊を探索中、H6装備の97式飛行艇が該当機動部隊のものと思われる反射波を15海里前方に捕捉した。機長は半信半疑であったが、電測員の誘導に従い接近すると突然砲撃を受け、これが我が国に於ける航空機搭載レーダーによる初の敵艦発見となった。写真補足 掲示組写真@は先般入手したH-6の改二受信機である。本受信機は後部予席に配置の中間周波増幅部1段が欠落しており、実際の奥行きは1ブロックほど深い。受信機前面の構成は、パネル上段左より、電源表示ランプ、高周波増幅第2段同調器、高周波増幅第1段同調器である。下段は左より、利得調整器、第一検波同調器、発振同調器である。上段右端のめくら蓋は、初期型が装備した空中線入力同調回路部の名残である。 掲示写真Aは受信機シャーシ裏面で、上部の遮蔽板内部は左が周波数混合部、右が局部発振部である。装備真空管は混合がUN-954、発振がUN-955である。下段は中間周波増幅、検波、復調信号増幅部である。受信機の背後は予席シャーシ部が欠落している。 掲示写真BはH-6の指示機上部に載せた受信機で、指示機は改三型、受信機は改二型である。指示機の前面構成は、中央が波形表示管SSE-120G(直径120mm)、その下部が入力交流電圧調整用のスライダックであるが、本機では欠落している。操作部等は中央左側上部より、輝線左右調整器、輝線位置調整器、焦点調整器、入力交流電圧確認用電圧計、最下部が電源表示用ランプである。中央右側は上部より、輝線上下調整器、輝度調整器、その下部は受信機接続端子及び送信機接続端子である。 掲示写真Cはサイパンで捕獲された97式艦上攻撃機の後部電信席に搭載されたH-6レーダーである。機材左上部が受信機、下部が指示機。右側のアルミ製装置の下が送信機である。形状より本機材はH-6の原型と考えられる。アルミ製の各種装置は本電探の性能確認試験のため、米軍技術陣により付加されたものである。未掲示であるが、機体には主翼左右前面、胴体両側面に複合型半波長ダイポール空中線が装置されている。 なお、参考としてH-6電探前期型空中線装置の設置状況を次項に掲示した。写真C出展: USNA 080-G-122975(注):『兵器と技術』「日本海軍電波探信儀研究の概要」(松井聡明)