（　＾～＾）航空魚雷と自動制御装置

항공 어뢰

일차 세계대전중에 솝피스쿡크로부터 투하된 항공 어뢰

항공 어뢰(고공 어뢰, 영: aerialtorpedo)는, 항공기(고정익기나 헬리콥터)로부터 투하할 수 있도록 설계된 어뢰(해전용의 병기).제1차 세계 대전에서 처음으로 사용되어 제이차 세계대전에서 광범위하게 사용되었다.현대로는, 대잠수함용의 항공 어뢰 이외는, 상당한 부분이 공 대 함미사일에 교체되었다.항공 어뢰는, 일반적으로 잠수함이나 수상 함정(어뢰정, 수뢰정, 구축함 등) 용의 장 어뢰보다 소형 경량이다.

특징

・공중을 장거리(통상은 200 m이상) 비행한다.
・비행중에 기류의 외란을 받아 제어하지 않으면 롤링(옆회전) 한다.
・수면에의 돌입 속도가 빠르다(거의 항공기의 비행 속도에 동일하다).따라서, 돌입시의 충격에 의해서, 탄두의 껍질을 파괴할 수도 있다.
추진기의 브레이드(날개)를 굽혀 버린다.
・수면에서 날아 뛰어 버린다.
・낙하 속도를 갖고, 투신 자살시에는 기울기 하향에 가속하므로, 수중 깊게 침강 해, 물밑이 얕은 경우에는 꽂힌다.

이것들에 대해서, 본격적인 항공 어뢰에는 다음의 개선 대책을 베풀었다.

・꼬리 부분 안정날개를 부가했다.이것은 목제로, 수면 돌입시에 충격으로 탈락한다.이것에 의해서, 공중의 자진`가 안정되었다.
・머리 부분에 가이드를 부가했다.이것도 목제로, 수면 돌입시에 충격으로 탈락한다.이것에 의해서, 머리 부분을 방어하는 것과 동시에, 비행중의 감속에 도움이 되었다.
・롤링을 막기 위해서, 자이로스코프를 이용한 롤 안정 제어기를 갖추어 본체 양측의 안정키(항공기의 보조 날개에 상당)를 제어하고, 공중 및 수중에서 정중 방향(바로 위)을 유지했다.
이것은, 가속도 제어를 하는 획기적인 시스템이었다.이것에 의해서, 다음의 두 개가 가능하게 되었다.
        머리 부분 안쪽의 아래쪽 면에만 보강재를 넣었다.
        수면 돌입시에, 승강타를 올려키로 해 두는 것에 의해서, 깊고 침강 하지 않게 했다.
    추진기를 강화했다.


항공 모함 아카기로부터 너덜너덜의 모의 어뢰를 안아 리함 하는 97식함상 공격기

1941년 8월에는, 일본해군은 카고시마 만의 얕은 해역에서의 투하에 의해서 구일식 어뢰의 개량을 실시해, 항만내의 함선을 공격하는 전술을 개발했다.
97식함상 공격기로부터 예상 이상으로 빠른 160 노트 (296km/h)로, 수심 100피트 (30m)의 해저에 어뢰를 비비지 않고 뇌격 할 수 있는 것을 알았다.
1941년 12월 8일의진주만 공격으로, 제일파의 97식함상 공격기 40기는, 그 전술을 사용해 15발이상의 어뢰를 명중시켰다.

구일식 어뢰(아이코 어뢰)

일본의 구일식 어뢰는, 2점의 특징을 갖고 있었다.

    1936년부터, 요코스카 항공대8 분대 뇌격반의 제안에 의한(수중 돌입시에 비산한다) 목제 공중 자세 안정의「□판」를 꼬리 부분에 장착했다(구일식 항공 어뢰개 1).
    1941년 봄부터, 롤을 안정 제어하는 모퉁이 가속도 제어 안정기를 갖추었다(구일식 항공 어뢰개 2).이안정기는 항공 어뢰에 있어서 최대의 Break through였다.

안정기의 동작

이것들에 의해서, 구일식 어뢰는 속도 180 노트 (333km/h), 고도 20m (66ft)에서도,해저의 얕은 항만에서 발사할 수 있게 되었던 것 뿐만 아니라, 97식함상 공격기의 수평 최고속도 204 노트 (378 km/h)를 넘는가속도 강하 뇌격으로 물결치는 거칠어진 바다에서도 발사할 수 있게 되었다.

항공 어뢰를 개발한 과학자, 엔지니어들

1923년무렵, 나루세 쇼우지 대위(당시 , 종전시는 소장)는 영국의 공창을 견학해 보고, 일본의 항공 어뢰 개발을 최초부터 담당했다.

1930해에는, 구일식 항공 어뢰는 나루세 소좌(당시 )가 개발을 개시해, 1931년에 병기 제식 채용되었다.다만, 구일식 항공 어뢰의 초기형에는, 본체 구조에 취약성이 있었다.

아이코 후미오 대위(당시 , 종전시는 대령)는 1931년 이후, 병과 장교로서 구일식 항공 어뢰의 개발 팀을 추진하는 책임자로 지명되었다.

아이코 대위는 항공 어뢰를 개발하기 위한 인적자원을 모아 주로 하드면의 실험을 지휘해, 원인은 해명하도록(듯이) 명령해, 안정기(롤 안정 제어 시스템)가 필요라고 판명되었을 때에는 부디 없게 개발하도록(듯이) 명령했다.

그는, 구일식 항공 어뢰를 그 자신이 개발한 위대한 실적으로서 자랑으로 하고 있었다.또, 나루세 소좌로부터의 병과 장교의 추가를, 이라고 하는 강한 요망을 받고, 아이코 소좌는 동기 카타오카정시 소좌(당시 , 후대령)를 불러, 제어 소프트면의 지휘 담당으로서 추가했다.

나루세 쇼우지 소장을 시작으로 하는 그의 그룹 멤버는 일찌기 해군하늘기술창에 있어 일련의 구일식 항공 어뢰를 기술개발하고 있었다.구일회는, 히로타청남원소좌, 코다이라(마츠나와) 노부모토 소좌, 이에다원공장, 노마 전 기사, 마에다성민 전 기사, 이치카와 히데히코 전 대위, 카와다 아키라행 전 해군 기술 학생들이 있었다.

꼬리 부분 목제 안정판의 도입

1936년즈음, 공중 자세 안정시키는 탈락식의 목제 뒷날개「□판」가 개발되어 하늘기술창뇌격과의 촉탁, 무라카미 소장에 의해, 복엽기의 1〇식 함죠라이격기를 사용해 직경 45cm 의 구형의 44식 2호 어뢰로 뇌격 성공을 확인해, 구일식 항공 어뢰로 120 노트로 뇌격이 안정되어 성공하는 것을 확인했다.

항공 어뢰 개발 팀・멤버들은 1936년에 구일식 항공 어뢰를 재차 개 1으로 해, 수중 돌입시에 빗나가는 형식의 목제 꼬리 부분 안정판에 대응시켰다.팀은 다음 1937년에, 고도 500m 로 1,000m그리고「완충기」부착의 항공 어뢰의 투하 테스트를 데먼스트레이션 했다.항공 어뢰 개발 팀은, 중지되고 있던 구일식 항공 어뢰의 개발을 다시 개시했다.

1938년에는, 구일식 항공 어뢰는 취약한 본체를 강화 대응한 개 2가 되었다.1940년 가을에는, 뇌격대는 해군대연습에 참가해 싸움기술을 나타내, 해군 수뇌에게 깊은 인상을 주었다.

안정기(롤 안정 제어 시스템)의 개발
식 항공 어뢰는, 초기의 가속도 제어 기구를 갖춘 롤 안정 제어 시스템으로 칭찬을 얻었다.구일식 항공 어뢰는, 벌써 탈락식의 공중 자세 안정 목제 뒷날개「□판」를 갖추고 있어서 안정된 뇌격을 실현될 수 있고 있었다.그러나, 어뢰의 사출 속도가 130 노트로부터 180노트에 끌어 올려졌으므로, 전동(롤링) 문제가 출현했다.단순한 안정판에 의한 감쇠 방식이 아니고, 롤링을 키에 의해서 안정시키는 가속도 제어 시스템이 필요했던 것이다.

안정기(롤 안정 제어 시스템)가 도입되기 이전은, 구일식 항공 어뢰는, 당시의 다른 항공 어뢰가 가지고 있던 것과 같을, 어느 심각한 문제를 떠안고 있었다.난폭하고 고속으로 사출되면, 어뢰는 공중에서 2 회전 이상 하는 일이 있었다.오나미가 서는 거칠어진 해면에 돌입할 때, 어뢰는 한층 더 격렬한 충격을 받아 스핀 회전을 받는 일이 있었다.그러한 어뢰는 주행 방향이 돌아 버리거나 얕은 만에서는 해저에 꽂히거나 100m(을)를 넘는 수심에도 꾸물거리고 수압으로 망가지거나 수중으로부터 뛰어넘거나 수면을 날아 뛰거나 해, 반대 방향에 치우치기 시작하는 것도 나왔다.확실한 뇌격은, 진정한 정예 항공 파일럿만이 조용한 바다에서 실시할 수 있었다.

빙글빙글 회전하고 있는 어뢰는 제어를 잃는다.
자이로스코프나 심도계가 정상적으로 동작하고 있어도, 그러한 격렬한 외란을 받은 상태의 어뢰는, 거기에 비교해 완만한 궤도수정 동작을 목적으로 만들어진 꼬리 부분의 키에서는 주행 방향을 제어할 수 없다.일단 어뢰가 타원에 있어 가장 긴 직경을 도는 빠른 회전을 일으키면, 수평키와 수직키가 있어야 할 위치로부터 어긋나거나 상하 반전하거나 하고, 결과적으로 폭주를 일으켰다.

1939년, 히로타 대위(당시 )가 인솔하는 엔지니어와 과학자들은, 수년에 걸치는 테스트의 데이터에 의한 수치 해석으로부터, 하나의 결론을 이끌어냈다.
항공 어뢰에는 가속도 제어(맞혀 키)에 의한 롤 안정 제어 시스템이 필요하고, 아주 없으면 그 항공 어뢰는 전동해 폭주할 것이라고 하는 결론이었다.
가속도 제어는, 당시로서는 불가능이라고 생각되었다.이 문제가 해결되지 않은 채, 2년간이 경과했다.


항공 어뢰의 설계에 있어서의 Break through은, 우선 1941년 봄에 하늘기술창의 이에다공장에 의해서 최초로 발명된 안정기(롤 안정 제어 시스템)였다.
이에다 시스템의 실험에 들어가 10일 후에, 해군 기사 노마가 다른 시스템을 발명해, 1941년 여름에 최종 테스트되었다.이쪽도 완전히 같은 동작을 하지만 구조는 차이가 났다.시험 제작기의 테스트 기간에, 후자의 시스템이 응답 타임 러그가 적은 점으로, 보다 좋으면 판정되었다.이 결과, 생산된 구일 항공 어뢰 병기에는 노마 시스템이 채용되었다.

그 장치는, 단순한 작은 기계식의 공기 밸브 구조물이, 어뢰 본체 후부의 좌우에 있는 작은 안정키(롤・라다-)를 제어하고 있을 만한 같게 보였지만, 실은 항공 어뢰 기술계의 기술 혁신이었다.
구일식 항공 어뢰는 처음, 거칠어진 바다에서 사용할 수 있게 되었다.

안정기는, 어뢰의 양측으로 설치된 안정키로 어뢰의 전동(롤링)을 안정화하기 위한 조타 제어 시스템이다.안정키는 비행기의 보조 날개(엘 론)와 같이 좌우 스핀 동작을 일으켜 ±22.5°의 각도 범위에서 동작한다.어뢰가 회전운동중인가, 소정의 각도까지 롤 했을 때, 안정기는, 중립 방향으로 되돌리도록(듯이) 안정키를 수정 조타한다.어뢰가 중립의 0°로 향하고 롤을 되돌려 오는 도중에, 안정기는 이 각속도의 방향과 롤 수습 범위를 검지하고, 어뢰가 중립으로 돌아오는 각속도에 브레이크를 건다(즉「맞혀 키」동작을 한다).

변위 각속도의 범위, 각속도 변화(가속도)에 따르고 선택적으로 맞혀 키를 조타하는 부분은 모퉁이 가속도 조타 방식이 된다.그들 해군의 엔지니어들은, 배를 조타하는 것에 비유해 이 동작을「맞혀 키 하는」라고 이름 붙였다.





안정기 부착 구일식 항공 어뢰개 2에 의해, 침강 심도 20m 이하로 뇌격을 실현할 수 있게 되었다.실제로는, 기동부대의 제일 항공 전대 소속의 한 줌의 뇌격대 정예 파일럿들은, 침강 심도 10m 이하로 천해면뇌격 할 수 있었다.안정기에 의해서, 얕은 군항에 정박중의 군함을 뇌격 가능하게 한 것 만이 아니고, 전속력으로 거칠어진 바다의 큰 파도안을 진행하는 군함을 뇌격 가능하게 했다.

wiki구일식 어뢰



제어 공학의 역사
아이코 어뢰(구일식 어뢰)는 일본에 있어서의 첫 자동제어장치일 것이다.

어뢰의 역사와 향후의 전망　
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