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きゅうさんしき水中すいちゅう聴音ちょうおん

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きゅうさんしき水中すいちゅう聴音ちょうおん(93しきすいちゅうちょうおんき、きゅう字体じたいきゅうさんしき水中すいちゅう聽音ちょうおん)は、大日本帝国だいにっぽんていこく海軍かいぐん日本にっぽん海軍かいぐん)が開発かいはつした艦艇かんてい搭載とうさいよう水中すいちゅう聴音ちょうおんパッシブ・ソナー)。

開発かいはつ経緯けいい

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日本にっぽん海軍かいぐんだいいち世界せかい大戦たいせんなかにイギリス政府せいふ要請ようせいもとづいて船団せんだん護衛ごえい目的もくてきとするだい特務とくむ艦隊かんたい地中海ちちゅうかい派遣はけんし、そのさいにイギリス海軍かいぐん駆逐くちくかん使用しようしていた曳航えいこうしき水中すいちゅう聴音ちょうおんはじめて見聞けんぶんした。現地げんち部隊ぶたいがこうして情報じょうほう帰国きこく海軍かいぐんしょう報告ほうこくされ、これを重視じゅうしした海軍かいぐんしょう大戦たいせん終了しゅうりょう英国えいこく駐在ちゅうざい大使館たいしかんづけ武官ぶかん監督かんとくかん装置そうち調査ちょうさ実施じっしさせると同時どうじに、米国べいこくにも水中すいちゅう聴音ちょうおん現状げんじょう調査ちょうさ資料しりょう入手にゅうしゅ目的もくてき富川とみかわ機関きかん少佐しょうさ毛利もうり大尉たいい派遣はけんしてアメリカ海軍かいぐん潜水せんすいかん基地きちがあるニューロンドンで富川とみかわ少佐しょうさ技術ぎじゅつめんを、毛利もうり大尉たいい用法ようほうめん調査ちょうさ実施じっしした。これらの調査ちょうさ結果けっかもとづいて1920ねん(大正たいしょう9ねん)ごろから米国べいこくの「K・チューブ」、1921ねん大正たいしょう10ねんごろからイギリスの「C・チューブ」などの海外かいがいせい水中すいちゅう聴音ちょうおん輸入ゆにゅうし、前者ぜんしゃ潜水せんすいかんに、後者こうしゃ防備ぼうびたい供給きょうきゅうして使用しようした。

その1928ねん昭和しょうわ3ねんごろより国内こくないでもしゅとして潜水艦せんすいかんようもの対象たいしょう基礎きそてき研究けんきゅう実施じっしするようになり、おとかんしては炭素たんそつぶがた可動かどう鉄片てっぺんがた可動かどうせんがた、コンデンサがたなどの研究けんきゅう試作しさくおこなったが、技術ぎじゅつてき困難こんなんから満足まんぞくのいくものられず、また指向しこうせいるための電気でんきてき位相いそう調整ちょうせい(せいしょう)の回路かいろおよび構造こうぞう当時とうじとしては複雑ふくざつだったため実用じつよう難航なんこうした。

このため海外かいがいからの技術ぎじゅつ導入どうにゅうおこなわれることになり、1929ねん(昭和しょうわ4ねん)に久山ひさやま造兵ぞうへい大尉たいいがアメリカのサブマリンシグナルしゃ監督かんとくかんとして派遣はけんされ、1930ねん昭和しょうわ5ねん)に同社どうしゃのMVしき水中すいちゅう聴音ちょうおん10だい潜水せんすいかんようとして輸入ゆにゅうした。また、おなごろにドイツ駐在ちゅうざい武官ぶかん野村のむらただしくに大佐たいさからキール軍港ぐんこうにあるエレクトロアクスティックしゃ開発かいはつされたあたらしい水中すいちゅう聴音ちょうおん存在そんざい海軍かいぐんしょう報告ほうこくされると、急遽きゅうきょ米国べいこく駐在ちゅうざい久山ひさやま監督かんとくかんがドイツに派遣はけんされて調査ちょうさ実施じっしされ、この結果けっか1932ねん昭和しょうわ7ねん)に同社どうしゃしき水中すいちゅう聴音ちょうおん潜水せんすいかんよう導入どうにゅうされて実用じつようせい検討けんとうのための実験じっけんとう使用しようされた。その、このしき水中すいちゅう聴音ちょうおんをモデルとした国産こくさん水中すいちゅう聴音ちょうおん開発かいはつすすめられ、1933ねん昭和しょうわ8ねん)にこれをきゅうさんしき水中すいちゅう聴音ちょうおんとして制式せいしきし、潜水せんすいかん駆潜艇くせんていなど各種かくしゅ艦艇かんてい装備そうびした。[1]なおこのあいだ来日らいにちしたドイツじん技術ぎじゅつしゃよりドイツしき水中すいちゅう聴音ちょうおん装備そうびほう試験しけん方法ほうほう指導しどうされ、おおいにしょがあったとわれる。

装置そうち概要がいよう

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ほん構成こうせいおもに、とらえた音波おんぱ電気でんき振動しんどう変成へんせいする「おと」、音源おんげん方位ほうい測定そくていする「電気でんきせいしょう」、聴音ちょうおん周波数しゅうはすう選択せんたく可能かのうな「てい周波しゅうは増幅器ぞうふくき」、せいしょうされた電気でんき振動しんどうく「受聴」からなっており、聴音ちょうおん方式ほうしきには最大さいだい感度かんど方式ほうしき採用さいようしていた。

この方式ほうしき音源おんげん方向ほうこう判定はんていに、一定いってい形式けいしき(おも円形えんけい)に配列はいれつされた多数たすうおと音波おんぱ到達とうたつするさい時間じかん利用りようするもので、その原理げんりはあるおとぐん音波おんぱ到来とうらいしたときに、音源おんげん方向ほうこうからもっととお位置いちにあるおと音波おんぱ到達とうたつする時刻じこく基準きじゅんとして、おと音波おんぱはや到達とうたつするぶんだけかくおと電気でんき信号しんごう伝達でんたつ電気でんきてき遅延ちえん回路かいろによって遅延ちえんさせ、すべての信号しんごう同時どうじに受聴ながれて単一たんいつ最大さいだいおんとなったときかくおと信号しんごう遅延ちえん時間じかん調節ちょうせつりょうから目標もくひょう方向ほうこう判定はんていするというものだった。

ほん最初さいしょ当時とうじだい2潜水せんすい戦隊せんたい配備はいびされたのち海軍かいぐん主要しゅよう潜水せんすいかん装備そうびされ、さらに1937ねん昭和しょうわ12ねんごろからはたいせんようとして駆逐くちくかん駆潜艇くせんていにも装備そうびされるようになった。しかし、これらの艦艇かんていこうはしなか自己じこ発生はっせい雑音ざつおん抑制よくせい不十分ふじゅうぶんであったため、しばしば微速びそくまたはあるじ停止ていしうえ聴音ちょうおんすること必要ひつようとなり、用兵ようへいじょう要求ようきゅう十分じゅうぶん満足まんぞくすることができず、[1]また振動しんどうによって発生はっせいした雑音ざつおんのせいで聴音ちょうおんがほとんど使用しようできなくなるということもあった[2]

仕様しよう構造こうぞう若干じゃっかんことなるいくつかの派生はせいがたがあり、「きゅうさんしき水中すいちゅう聴音ちょうおん 甲乙こうおつ 潜水せんすいかんよう」「どういちがた 甲乙こうおつ 潜水せんすいかんよう」、「どういちがたあらためいち 甲乙こうおつ 潜水せんすいかんよう」、「どうがた 甲乙こうおつ 潜水せんすいかんよう」、「 同小どうしょう艦艇かんていよう」などが存在そんざいした。

おと

おと(マイクロフォン)は水中すいちゅう到来とうらい音波おんぱとらえて電気でんき信号しんごう変成へんせいする装置そうちであり、ほんでは可動かどうせんがたおとかたふなばたに8合計ごうけいで16常時じょうじみずせっするかんくび付近ふきんかんそこがいいた直径ちょっけい3mのえんちか楕円だえんがた装備そうびされていた。このおとは1932ねん(昭和しょうわ7ねん)から1933ねん(昭和しょうわ8ねん)ごろにドイツより輸入ゆにゅうした製品せいひん模倣もほうしたもので、その永久えいきゅう磁石じしゃくには当時とうじ国内こくないもっと優秀ゆうしゅうといわれたKSこう使用しようされていた。磁石じしゃくこうについてはその感度かんど上昇じょうしょうため改良かいりょうおこなわれ、東北とうほくみかどだい金属きんぞく材料ざいりょう研究所けんきゅうじょ住友金属すみともきんぞく株式会社かぶしきがいしゃ協同きょうどうて1940ねん(昭和しょうわ15ねん)にしんKSこうによる磁石じしゃく試作しさく成功せいこうした。また振動しんどうばん材料ざいりょう当初とうしょ、ドイツせいならって高級こうきゅうニッケル青銅せいどう使用しようしていたがにちちゅう戦争せんそう進展しんてんにともなって不足ふそくしたため、1941ねん昭和しょうわ16ねん)1がつ以降いこう転換てんかん材料ざいりょうとしてアルミニウム青銅せいどう研究けんきゅう開始かいしした。しかし完成かんせいころになると主成分しゅせいぶんであるアルミニウムも節約せつやくせざるをない情勢じょうせいとなったため、マンガン青銅せいどう試作しさく着手ちゃくしゅし1941ねん昭和しょうわ16ねん)11月に完成かんせいして実用じつようされた。[3]

せいしょう

せいしょう電気でんきてき遅延ちえん回路かいろによりかくおとあたえる遅延ちえんりょう[注釈ちゅうしゃく 1]音波おんぱ到来とうらい方向ほうこうおうじて適当てきとう管制かんせいし、それによって音源おんげん方向ほうこう決定けっていする装置そうちで、ほんでは直流ちょくりゅうモーターのコミュテーターのように導体どうたい絶縁ぜつえんたいとを交互こうごかさねたものが使用しようされていた。このかく導体どうたいあいだおと信号しんごう遅延ちえんりょうあたえるため遅延ちえん回路かいろ挿入そうにゅうし、おと配置はいちじょうきょうをそのまま縮小しゅくしょうしたブラシばん回転かいてんさせ、かくおと入力にゅうりょくすべてアディティブにはたらいたとき最大さいだい出力しゅつりょくられた。[4][5]

装置そうち前面ぜんめんには遅延ちえんりょう調整ちょうせい使用しようする調整ちょうせいよう把手とって音源おんげん方向ほうこうるための方向ほうこう角度かくど目盛めもりばんがあり、調整ちょうせいよう把手とってまわせばブラシばん回転かいてん連動れんどうして目盛めもりばん指針ししん回転かいてんするため、受聴おん最大さいだいとなったとき指針ししんしめ方位ほうい読取よみとこと音源おんげん方向ほうこう判定はんていすることができた。また聴測した音源おんげん方向ほうこう角度かくどせいしょう内部ないぶもうけられた角度かくど通報つうほうよう発信はっしん装置そうちによって、艦橋かんきょうおよびさがせしんしつ装備そうびされた角度かくど受信じゅしん電気でんきてき通報つうほうすることができた。せいしょうかぶとがたに2くみおつがたには1くみそなえられ、角度かくど受信じゅしん目盛めもりばんかぶとがたふたつ、おつがたひとつとなっていた。

増幅器ぞうふくき

増幅器ぞうふくきおとから変成へんせいされた非常ひじょう微弱びじゃくで、そのまま受聴ながしては聴測にはてきさない電流でんりゅうを聴測にてきするように増幅ぞうふくする装置そうちであり、ほんでは3ほん真空しんくうかん使用しようする抵抗ていこう結合けつごうがたてい周波しゅうは増幅器ぞうふくき使用しようされた。この増幅器ぞうふくき筐体きょうたいけい合金ごうきんせい前面ぜんめんには音量おんりょう調節ちょうせつようのハンドルがあり、真空しんくうかんおさめられている部分ぶぶんぶた交換こうかんがしやすいように簡単かんたん着脱ちゃくだつできるようになっていた。

濾波

濾波変成へんせいされた電気でんきなかから任意にんい周波数しゅうはすうたい電流でんりゅうを濾波する装置そうちで、聴測の邪魔じゃまになる背景はいけい雑音ざつおん低減ていげんして音源おんげん音色ねいろ判別はんべつ良好りょうこうにしたり、聴測の精度せいど向上こうじょうさせるため使用しようされ、けい合金ごうきんせい筐体きょうたい前面ぜんめん装備そうびされた転換てんかんようハンドルを操作そうさすること遮断しゃだん周波数しゅうはすう切換きりかえることができた。

受聴

ほん使用しようされていた受聴海軍かいぐん制式せいしきのテーしきいちごう受聴で、これは無線むせん兵器へいき附属ふぞくされるもの同一どういつものであり電気でんき定数ていすう直流ちょくりゅう抵抗ていこう2000オーム×2、インピーダンス10000オーム×2、共振きょうしん周波数しゅうはすうやく1000サイクルとなっていた。


九三式水中聴音機主要目[1]
装備そうびかんしゅ 大艦だいかん

哨戒しょうかい艦艇かんてい

おと配列はいれつ おとすう 16
配列はいれつほう 楕円だえん
配列はいれつ直径ちょっけい(m) 3(ちょうじく)
指向しこうせい() やく5
ふく最大さいだい(%) やく50
装備そうび場所ばしょ 舷側げんそくがい
おと かた 可動かどうせん
振動しんどうばん直径ちょっけい(mm) 145
重量じゅうりょう(kg) 18
感度かんど(db)[注釈ちゅうしゃく 2] 35
周波数しゅうはすう範囲はんい(C/B) 500~2500
耐爆たいばく距離きょり(m)[注釈ちゅうしゃく 3] 35
聴音ちょうおん装置そうち せいしょう 遅延ちえん回路かいろもう 制御せいぎょ方式ほうしき 格子こうしじょう
かた T
素子そしすう 50
ぜん遅延ちえんりょう(μみゅー sec) 2000
L(mH) 80
C(μみゅー) 0.02
M(mH) 6.64
Zo(Ωおめが) 2000
おとすり縮小しゅくしょうりつ 1/15
均整きんせい抵抗ていこう(hΩおめが) 2~15.5
角度かくど通報つうほう あり
増幅器ぞうふくき 型式けいしき 抵抗ていこう結合けつごう3だん
真空しんくうかん 600×3
増巾ぞうふく(db) 85~90
沪波 遮断しゃだん周波数しゅうはすう(C/S) (HP)全通ぜんつう 550 700

   1200 1700

(LP)全通ぜんつう 700 900

   1200 3000 

受聴すう 可動かどう鉄片てっぺん×4
電源でんげん 種別しゅべつ DC100V 220V(せん)
整流せいりゅう
 沪波  あり
装置そうち 接続せつぞくかたみ 2
切断せつだん 1

探知たんち性能せいのう

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同機どうき性能せいのうは、潜水せんすいかん装備そうびした場合ばあい敵艦てきかんおとたんかんで10000m、複数ふくすうなら30000mさきからキャッチできたといわれ、はかかく精度せいどやく5だったが[6]これは用兵ようへいてきには不十分ふじゅうぶんで2程度ていどまで向上こうじょうするよう要求ようきゅうがあった。潜水せんすいかんたいする探知たんち能力のうりょく気象きしょう条件じょうけんければ深度しんど18mを2ノットではし潜水せんすいかんおとを30000mさきから探知たんちできたとされるが[7]、ソナーの能力のうりょく水中すいちゅう気象きしょう自艦じかん状況じょうきょうによっておおきな発生はっせいした。また雑音ざつおん抑制よくせい不十分ふじゅうぶんだったこともあり、停止ていしして聴音ちょうおんする場合ばあいとうのぞいて確実かくじつ探知たんち可能かのう距離きょりは1000mほどだった。ただし潜水せんすいかん場合ばあい一般いっぱんてき襲撃しゅうげき運動うんどう速力そくりょくひくかったため水上みずかみ艦艇かんていくらべて聴音ちょうおん能力のうりょくをより発揮はっきすることができた。[8]

きゅうさんしき水中すいちゅう聴音ちょうおん(しょう艦艇かんていよう)能力のうりょく標準ひょうじゅん[9][10]
自艦じかん速力そくりょく 停止ていし 6kt 8kt
潜航せんこう潜水せんすいかん速力そくりょく 3kt 5kt 3kt 5kt  3kt  5kt
確実かくじつ可聴かちょう距離きょり 1,000m 2,000m 500m 1,000m 500m
最大さいだい可聴かちょう距離きょり 2,000m 4,000m 1,000m 2,000m 500m 1,500m
潜水せんすいかんによる聴知能力のうりょくいちれい[5]
きゅうさんしき水中すいちゅう聴音ちょうおん

きのえおつ 潜水せんすいかんよう

きゅうさんしき水中すいちゅう聴音ちょうおん

いちがた かぶとおつ 潜水せんすいかんよう

きゅうさんしき水中すいちゅう聴音ちょうおん

いちがた かぶとおつ あらためいち 潜水せんすいかんよう

せい      5以下いか  目標もくひょうかん山城やましろがた(18kt)

聴音ちょうおんかん潜水せんすいかん(水中すいちゅう3kt以下いか)

  5 目標もくひょうかん3せん(水上すいじょう12kt)

聴音ちょうおんかん2せん(3kt)

  5 目標もくひょうかんりょ65せん(水上すいじょう12kt)

聴音ちょうおんかん74せん(水中すいちゅう3.5kt)

最大さいだい聴知距離きょり  37000m  10000m   12000m 
確実かくじつ聴知距離きょり  25000m  11500m


探知たんち能力のうりょく向上こうじょう

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同機どうきは、制式せいしきから太平洋戦争たいへいようせんそう終結しゅうけつまで装置そうち自体じたいおおきな改良かいりょうおこなわれなかったが、一方いっぽう装備そうびかん各種かくしゅ機関きかんなどから発生はっせいする雑音ざつおんおさえることで可聴かちょう距離きょり向上こうじょうさせるこころみが実施じっしされた。

代表だいひょうてきれい海防かいぼうかん駆潜艇くせんていおもおよびへの”ぼうゴム”(ぼうあいだとも)の装着そうちゃくであり、1942ねん(昭和しょうわ17ねん)1がつ海軍かいぐん技術ぎじゅつ研究所けんきゅうじょ音響おんきょう研究けんきゅう中心ちゅうしんとして学識がくしき経験けいけんしゃふくめたぼうゴム研究けんきゅう委員いいんかい発足ほっそくし、たまたま入手にゅうしゅしたドイツのフェニックスしゃせいぼうざい金属きんぞくゴムの説明せつめいしょ参考さんこうとして研究けんきゅう着手ちゃくしゅした。[11]1943ねん昭和しょうわ18ねんまつから海防かいぼうかん中心ちゅうしんとするたいせん艦艇かんてい所要しょようぼう対策たいさくほどこされ[12]、1943ねん10がつ海防かいぼうかん御蔵おぐら」の80kwディーゼル発電はつでんぼうゴムを装着そうちゃくしたところ可聴かちょう距離きょりが500mから3000mと向上こうじょう良好りょうこう成績せいせきしめした。[2]1945ねん昭和しょうわ20ねん)からはおも装備そうびしての試験しけん実施じっしされらいがた海防かいぼうかんだか」のおもひらめかくがた90mm×180mm×60mm(ゴム部厚ぶあつ40mm)の合成ごうせいゴムせいぼうゴムを加重かじゅうによる圧縮あっしゅくが0.1mm程度ていどになるように装備そうびして潜水せんすいかん聴音ちょうおん実験じっけんをおこなった結果けっかぼうゴムを使用しようしない場合ばあいくらべてこうはしなか海中かいちゅう騒音そうおんりょうやく10デシベルげんすこし、装備そうび同型どうけいかん奄美あまみ」の可聴かちょう距離きょりが1500mだったのにたいして「だか」は8500m(9000mとも)と結果けっかしめして聴音ちょうおん能力のうりょく格段かくだん向上こうじょうみとめられた。[12][13]

脚注きゃくちゅう

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注釈ちゅうしゃく

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  1. ^ 電気でんき振動しんどう伝達でんたつ時間じかんてきおくれのこと
  2. ^ 0dbは1μみゅーV/bar
  3. ^ 100kg爆雷ばくらい

出典しゅってん

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  1. ^ a b c 海軍かいぐん水雷すいらい刊行かんこうかい 1979, pp. 344–348.
  2. ^ a b 戸原とばら 1982, pp. 416–422.
  3. ^ 名和なわたけしほか 1969, pp. 48–49.
  4. ^ 田丸たまる 1979, p. 171.
  5. ^ a b 無線むせんなみ音響おんきょう兵器へいき概要がいよう一覧いちらん 昭和しょうわ18.9 海軍かいぐんかんせい本部ほんぶ
  6. ^ 木俣きまた 2005, p. 73.
  7. ^ 木俣きまた 2007, p. 136.
  8. ^ 海軍かいぐん水雷すいらい刊行かんこうかい 1979, p. 914.
  9. ^ ANTI-SUBMARINE REPORT AUGUST, 1944”. 2018ねん9がつ30にち閲覧えつらん
  10. ^ 昭和しょうわ17~18ねん 航海こうかい兵器へいきつづり性能せいのうひょう
  11. ^ 海軍かいぐん電気でんき技術ぎじゅつ だい6 p59』. 技術ぎじゅつ研究けんきゅう本部ほんぶ. (1969ねん10がつ) 
  12. ^ a b 隈部くまべ 2016, p. 88.
  13. ^ せんふじ 1976, p. 222.

参考さんこう文献ぶんけん

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  • せんふじ, さんせんづくり機密きみつ兵器へいき全貌ぜんぼうはら書房しょぼう、1976ねん6がつ25にち 
  • 海軍かいぐん水雷すいらい刊行かんこうかい へん海軍かいぐん水雷すいらい海軍かいぐん水雷すいらい刊行かんこうかい、1979ねん3がつ 
  • 田丸たまる, 直吉なおきち日本にっぽん海軍かいぐんエレクトロニクス秘史ひし へいどものゆめあとはら書房しょぼう、1979ねん11月。 
  • 戸原とばら, 春彦はるひこゴム製品せいひんのむかしばなししりいず(10)ぼうゴム」『日本にっぽんゴム協会きょうかいだい55かんだい7ごう日本にっぽんゴム協会きょうかい、1982ねん、416-422ぺーじNAID 130001280057 
  • 木俣きまた, しげるろう潜水艦せんすいかん入門にゅうもん 海底かいてい王者おうじゃ徹底てってい研究けんきゅう光人みつひとしゃ、2005ねん11月1にちISBN 9784769821991 
  • 木俣きまた, しげるろうしょう艦艇かんてい入門にゅうもん 海軍かいぐんささえたしょうかん徹底てってい研究けんきゅう光人みつひとしゃ、2007ねん12月1にちISBN 9784769822547 
  • 隈部くまべ, 五夫いつお海防かいぼうかん激闘げきとう - 護衛ごえい艦艇かんていふだ海防かいぼうかん発達はったつ変遷へんせん全貌ぜんぼう -』しお書房しょぼう光人みつひとしゃ、2016ねん12月1にちISBN 9784769816355 
  • 海軍かいぐん電気でんき技術ぎじゅつ だい6名和なわたけしほか、技術ぎじゅつ研究けんきゅう本部ほんぶ、1969ねん10がつ
  • 無線むせんなみ音響おんきょう兵器へいき概要がいよう一覧いちらん 昭和しょうわ18.9』海軍かいぐんかんせい本部ほんぶ、1943ねん9がつ 防衛ぼうえい研究所けんきゅうじょ戦史せんし研究けんきゅうセンター
  • 取扱とりあつかい説明せつめいしょ 九三式水中聴音機二型甲乙潜水艦用』海軍かいぐん技術ぎじゅつ研究所けんきゅうじょ音響おんきょう研究けんきゅう  国立こくりつ公文書こうぶんしょかん