九三式探信儀:日本海軍の初期ソナー技術
九三式探信儀、あるいは九三式水中探信儀は、
大日本帝国海軍が開発・運用した艦艇搭載用の水中探信儀(アクティブ・
ソナー)です。本稿では、その開発経緯、装置概要、探知性能について詳述します。
開発の歩み:技術導入から国産化へ
第一次世界大戦中、日本海軍は
イギリス海軍の曳航式水中聴音機を初めて目撃しました。戦後、イギリスから水中聴音機の導入を進め、更なる技術向上を目指して
フランスの技術にも注目します。
パリ駐在の
海軍艦政本部監督官、名和武造兵
大尉がランジュバン式水晶送波器に着目し、その試験導入を提案。測深儀としての導入が決定され、
フランスSCAM社製の装置を購入、横須賀にて
駆潜艇を用いた研究・実験が行われました。これらの経験と研究成果を基に、
1933年(
昭和8年)、九三式探信儀が制式採用されました。国産化に向けた努力と、海外技術の積極的な導入が、開発を成功に導いたと言えるでしょう。
装置概要:水晶式送受波器と多様な改良
九三式探信儀は水晶の圧電気作用を利用した
超音波ソナーです。送受波器から
超音波を発射し、その反響音から目標の存在、性質、方向、距離を検知します。初期型は艦艇の電源種類(
直流、
交流)や搭載艦種(小艦艇、
潜水艦)に応じて複数型が存在しましたが、後に磁歪式送受波器を採用した改良型も開発されました。
送受波器は、17.5kHzの共振周波数を持つ「九三式送波器」と呼ばれる水晶式送受波器が初期に採用されました。これは140個の水晶片を振動板で挟んだ構造でしたが、衝撃に弱く、水上艦艇では爆雷攻撃前に艦内に収納する必要がありました。
ブラジルからの水晶輸入に依存していたため、戦争後期には供給が途絶え、磁歪式への転換が急務となりました。
磁歪式送受波器は、水晶式に比べて衝撃や温度変化に強く、音響出力も大幅に向上しました。また、初期型には整流覆(
ソナードーム)が無く、自艦ノイズの影響が大きかったため、開戦後に鹵獲したASDICを参考に鉄製整流覆が装備され、探知性能が向上しました。
操縦装置は、
油圧整動機による遠隔操作式で、送受波器の昇降・旋回を制御しました。大型で入渠作業が必要な点が欠点でした。
指揮装置は、目標の方向・距離を視覚的に指示するもので、方向指示装置と距離指示装置から構成されています。初期型は聴覚に頼る部分が大きかったため、後にASDICを参考に国産化した記録装置が追加され、目標の探知距離を自動記録できるようになりました。この記録装置は、対潜攻撃の状況判断にも役立てられました。
探知性能と運用:限界と工夫
九三式探信儀の理論上の最大探知距離は5900m以上とされましたが、実際の探知距離は海況や自艦の速力、搭載艦種など様々な要因に影響を受けました。500m以内では
潜水艦の推進器音も聴取できたため、聴音機との併用が推奨されていました。近距離での探知は聴音に頼る部分が大きかったため、至近距離での探知精度は必ずしも高くなかったと考えられます。
参考文献
名和武ほか 編『海軍電気技術史 第6部』技術研究本部、1969年10月
海軍水雷史刊行会 編『海軍水雷史』海軍水雷史刊行会、1979年3月
Stille, Mark (2017-07-18). Imperial Japanese Navy Antisubmarine Escorts, 1941-45. Osprey Pub Co.
『旧海軍防備関係兵器資料 対潜兵器要覧』横須賀地方総監部・技術部実用試験部。
防衛研究所戦史研究センター
『無線並音響兵器概要一覧
昭和18. 9』
海軍艦政本部、
1943年9月。
防衛研究所戦史研究センター
(PDF) Reports of the U.S. Naval Technical Mission to Japan, 1945-1946(1974). Operational Archives.U.S. Naval History Division.
『
昭和19. 10 対潜兵器 懇談会摘録』
1944年10月。
防衛研究所戦史研究センター
(PDF) ANTI-SUBMARINE REPORT AUGUST, 1944. SOUTH-WEST PACIFIC.
『世界の艦船12月増刊号 日本海軍護衛艦艇史』海人社、2017年11月16日
昭和17~18年『航海兵器綴及性能表』、
防衛研究所戦史研究センター