مرآة الإشارة

في أستراليا، بدأ توماس دان روبرتسون العمل على "جهاز الإشارة المرآوي المُحسّن" بعد أن قرأ عن رجال لقوا حتفهم في قوارب النجاة، وعن مجموعة أخرى تم إنقاذها بفضل انعكاسات الضوء من علبة تبغ. ^{[ 20 ]} قدّم روبرتسون طلب براءة اختراع لجهازه في 11 نوفمبر 1942، والذي كان يُمكن توجيهه باستخدام كلٍ من "التصويب الأمامي" و"التصويب الخلفي". ^{[ 23 ]} طلبت البحرية التجارية الأسترالية وسلاح الجو الملكي الأسترالي 13000 جهاز خلال الحرب العالمية الثانية. ^{[ 20 ]}

في إنجلترا، أجرت القوات الجوية الملكية مقارنة في أواخر عام 1942 بين مرآة زجاجية مصنعة لجهاز الهيليوغراف العسكري المثبت على حامل ثلاثي القوائم، وعدة مرايا أخرى، بما في ذلك معدات القارب المطاطي الأمريكية القياسية - وهي عبارة عن قرص دائري من النحاس المطلي بالكروم بقطر 4 بوصات. ^{[ 7 ]} وكانت المرآة الفائزة، التي تم اختيارها للإنتاج، مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ومطلية باللون الأسود لمنع الانعكاسات غير المرغوب فيها، ومخروطية الشكل للسماح بالرؤية من زوايا مختلفة. وتم ربط مجداف أمامي مثقوب في أحد طرفيه بالمرآة. ينظر المستخدم من خلال فتحة المرآة وفتحة المجداف نحو الهدف، ثم يميل المرآة لوضع "بقعة الظل" من فتحة المرآة في فتحة المجداف. يحتوي الجزء الأمامي من المرآة على دوائر محفورة حول الفتحة لإنشاء "حلقات ظل" تساعد المستخدم على تحديد موقع "بقعة الظل". تم تغليف الجهاز بالكامل في حقيبة قماشية ناعمة تحتوي على حجرات منفصلة للمرآة والمجداف، بينما احتوى الجزء الخلفي من المرآة على تعليمات الاستخدام في شكل رسوم بيانية ونصية. اختُتمت التعليمات بملاحظة: "لا داعي لتحريك الشعاع عمدًا، فاليد تفعل ذلك دون قصد". وكانت أشعة الشمس الصادرة من أجهزة الهيليوغراف المثبتة على حوامل ثلاثية، والتي استخدمها الجيش البريطاني منذ سبعينيات القرن التاسع عشر، تُوجَّه أيضًا بمساعدة "بقعة ظل" على المنظار الأمامي، وكانت مرايا الإشارة المُصدَرة تحمل ختم "HELIOGRAPH" على غلافها القماشي. تم اختبار النموذج الإنتاجي في فبراير 1943. ^{[ 7 ]} وقد أُنتج بنسختين: بوصتين وأربع بوصات. ^{[ 24 ]} يُظهر الشكل 5 وجهي النسخة ذات الأربع بوصات.

أشارت اختبارات خفر السواحل الأمريكي (الشكل 2) إلى أن أداء هذه المرآة كان أسوأ من أداء مرايا الرؤية الخلفية ومرايا الرؤية العاكسة، ولم يُصدّق خفر السواحل الأمريكي على هذا النوع من مرايا الإشارة كخيار مقبول لقوارب النجاة. ^{[ 1 ]} ومع ذلك، لا تزال مرايا الإشارة النهارية هذه، المصممة على غرار مرايا الهيليوغراف، من المعدات الشائعة في مجموعات قوارب النجاة البحرية في دول أخرى حتى يومنا هذا.

في بداية الحرب العالمية الثانية، وتحديدًا في نوفمبر 1939، كانت إدارة الطيران التابعة للبحرية الأمريكية أول فرع من فروع القوات الجوية الأمريكية يُدرج جهازًا عاكسًا ضمن معدات الطوارئ لقوارب النجاة، وهو عبارة عن قرص نحاسي مطلي بالكادميوم بقطر 4 بوصات، خالٍ من أي ثقوب أو أدوات توجيه أخرى. تمت الموافقة على المواصفات في 15 سبتمبر 1939، بعد أسبوعين بالضبط من بدء الحرب. وفي عام 1940، تم استبدال الطلاء بالكروم. ^{[ 24 ]}

في الولايات المتحدة، في سبتمبر 1942، وبتوجيه من هيئة الأركان المشتركة، ^{[ 25 ]} طلب خفر السواحل الأمريكي ومكتب الخدمات الاستراتيجية ومجلس المخترعين الوطني من المكتب الوطني للمعايير (NBS) طريقةً لتوجيه مرايا الإشارة المحمولة يدويًا بدقة في ضوء النهار. وفي غضون أيام قليلة، اخترع إل إل يونغ من المكتب الوطني للمعايير تقنية التصويب "الرؤية الخلفية"، باستخدام مرآة مزدوجة الجوانب بها فتحة. ^{[ 5 ]}

نظر المستخدم من خلال الفتحة إلى الهدف، والتقط ضوء الشمس المار عبر الفتحة على يده أو جسده، ثم أدار المرآة بحيث اختفى انعكاس بقعة ضوء الشمس على يده أو جسده، والذي كان مرئيًا على سطح المرآة الخلفية، داخل الفتحة. ^{[ 5 ]}

في 26 سبتمبر 1942، نشر خفر السواحل الأمريكي في السجل الفيدرالي شرطًا يقضي بأن تحمل قوارب النجاة في السفن التجارية مرآتين من الفولاذ المقاوم للصدأ أو أي معدن مصقول مناسب آخر لا يقل حجم كل منهما عن 20 بوصة مربعة، وأن تكون ملفوفة في حاوية مقاومة للماء تحمل علامة واضحة "مرايا الإشارة" (46 CFR 153.6)، وفي يناير 1943، نشر تعليمات حول استخدام هذه المرايا بطريقة "الرؤية الخلفية" (الشكل 6).

وقد اعتمدت خفر السواحل الأمريكية مرايا الإشارة المعدنية ذات الوجهين هذه باعتبارها تفي بمتطلبات مرايا الإشارة النهارية في ألواح النجاة وقوارب النجاة الخاصة بالسفن التجارية الأمريكية منذ ذلك الحين وحتى يومنا هذا. ^{[ 1 ]}

في الأول من فبراير عام 1943، قدم مكتب الطيران التابع للبحرية الأمريكية تعليمات طريقة "الرؤية الخلفية" لجميع طياري البحرية الأمريكية، وأوصى بحفر ثقب بقطر 3/16 بوصة "في مركز العواكس المخزنة حاليًا في الطوافات وكذلك تلك الموجودة في المخزون". ^{[ 26 ]}

عمل لاري ل. يونغ من المكتب الوطني للمعايير ^{[ 27 ]} مع وينتورث م. بوتر ^{[ 28 ]} من شركة جنرال إلكتريك لتطوير نسخة من الزجاج المقوى بفتحة على شكل صليب وتعليمات مطبوعة على ظهرها، كما عمل مع مكتب الخدمات الاستراتيجية لإنتاج فيلم تدريبي ^{[ 29 ]} عن الجهاز (الشكل 8). نتج عن ذلك إصدار جهاز ESM/1 في عام 1943. تم إصدار أكثر من مليون جهاز من ESM/1 وخليفته الأصغر، ESM/2، خلال الحرب العالمية الثانية. ^{[ 21 ]} وقد حلت هذه الأجهزة محل الأقراص النحاسية في مجموعات أدوات النجاة التابعة لسلاح الطيران البحري الأمريكي. ^{[ 30 ]}

أفاد المستخدمون بأن استخدام جهاز ESM/1 كان مرهقًا للغاية لفترات طويلة أو في المياه الهائجة ^{[ 31 ]،} لذا تم النظر في اقتراح من قائد الكشافة تشارلز هوراس ليرند من كارمل ، كاليفورنيا، الذي اخترع مرآة إشارة لفرقته الكشفية عام 1933. ^{[ 5 ] [ 31 ] [ 32 ]} استخدم اقتراحه شريطًا عاكسًا للضوء، مثل عاكس الدراجة، لإنشاء صورة افتراضية حمراء للشمس في اتجاه عمود الضوء المنعكس من المرآة، مثل منظار النقطة الحمراء الحديث . ^{[ 33 ]}

يوضح الشكل 9 مبدأ التشغيل. ^{[ 5 ]} يمر ضوء الشمس على اليمين عبر فتحة غير مطلية بالفضة في المرآة، ويصطدم بالقطعة العاكسة الحمراء في أسفل اليسار. تعكس هذه القطعة الجزء الأحمر من ضوء الشمس باتجاه الشمس، لكن جزءًا صغيرًا منه ينعكس عند السطح الخلفي بين الهواء والزجاج، والسطح الأمامي بين الزجاج والهواء. ينعكس هذا الجزء الأحمر الصغير باتجاه عين المستخدم، في اتجاه معاكس لعمود الضوء المنعكس من المرآة نفسها. والنتيجة هي أن المستخدم يرى كرة حمراء متوهجة، تبدو وكأنها في اللانهاية، في اتجاه ضوء الشمس المنعكس. بإمالة المرآة، يستطيع المستخدم توجيه الكرة الحمراء، وبالتالي الشعاع الرئيسي، نحو الهدف. ^{[ 5 ]}

يُطلق على هذا النوع من المناظير، حيث تُعرض صورة الهدف فوق مجال رؤية المستخدم، اسم المنظار الانعكاسي . أشارت اختبارات مستقلة أجراها خفر السواحل الأمريكي والقوات الجوية الملكية إلى أن ومضات المستخدمين غير المتمرسين في قوارب النجاة كانت تُرصد بشكل متكرر باستخدام "المنظار الانعكاسي" أكثر من مرايا "التصويب الأمامي" و"التصويب الخلفي" (الشكل 2). بدأت مرايا المنظار الانعكاسي هذه تحل محل مرايا ESM/1 في مجموعات أدوات النجاة التابعة للطيران البحري الأمريكي في سبتمبر 1944. ^{[ 34 ]} على الرغم من أن مرايا "المنظار الانعكاسي" كانت أفضل، إلا أنه اعتبارًا من مارس 1945، استمرت القوات الجوية للجيش في استخدام مرايا التصويب الخلفي ESM/1 وESM/2، واستمرت البحرية التجارية في استخدام المنظار الخلفي المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ، على الرغم من صعوبة توجيه كليهما في ظروف البحر الهائجة. ^{[ 35 ]}

تطلّب جهاز التصويب العاكس ذو اللسان العاكس من تصميم سي إتش ليرند تدوير المرآة حول خط الرؤية بحيث يكون اللسان مقابلًا للشمس. ^{[ 5 ]} ولذلك، طوّر ريتشارد إس. هنتر من المكتب الوطني للمعايير تعديلًا على جهاز التصويب العاكس من تصميم ليرند، حيث استخدم حلقة من القماش مطلية بخرز عاكس (سكوتش لايت) وفلترًا أحمر في حجرة خلفية بدلًا من لسان ليرند. ^{[ 36 ]} وقد أنتج هذا التعديل نقطة التصويب الحمراء عند جميع زوايا الدوران حول العمودي على سطح المرآة. ^{[ 5 ]}

اعتمدت القوات الجوية للجيش الأمريكي هذه المرايا تحت مسمى "مرآة الإشارة الطارئة، النوع B-1" بقياس 3 بوصات × 5 بوصات، بموجب المواصفة رقم 94-641063 بتاريخ 4 مارس 1946، ^{[ 24 ]} لتحل محل مرآتي ESM/1 بقياس 4 بوصات × 5 بوصات وESM/2 بقياس 3 بوصات × 5 بوصات، إلا أنها لم تصل إلى القوات إلا بعد انتهاء الحرب. ^{[ 5 ]} واعتمدت البحرية الأمريكية مرآة "B-1" بموجب المواصفة 18M8A بتاريخ 3 سبتمبر 1946، لتحل محل المواصفة 18M8 الخاصة بمرآة ليرند الصادرة في 1 سبتمبر 1944. ^{[ 37 ]}

لا يزال هذا النوع من المرايا مستخدماً من قبل القوات الجوية الفرنسية حتى يومنا هذا ^{[ 38 ]} في شكل "مرآة الإشارة SOS من النوع 643". ^{[ 39 ]}

رأى ريتشارد هنتر أن الفتحة الدائرية الصغيرة في مرايا سكوتشلايت تحدّ من مجال رؤية المستخدم، فابتكر منظارًا عاكسًا جديدًا يتألف من حلقة شبكية مغطاة بخرز عاكس بين طبقتين من الزجاج، مما يوفر مجال رؤية أوسع بشكل ملحوظ، بفضل فتحات الشبكة الشفافة الكثيرة بدلًا من فتحة واحدة في آلية التصويب. ^{[ 40 ]} بعد ثلاث سنوات من الاختبار، تم اعتماد مرآة "مارك 3" في عام 1949. ^{[ 22 ]}

لا تزال مرآة مارك 3 مستخدمة حتى اليوم من قبل جميع فروع الجيش الأمريكي وسلاح الجو الملكي البريطاني. كانت المواصفات العسكرية الأمريكية في البداية 23M5، ثم MIL-18371، وهي الآن في النسخة "E" من الأخيرة، أو MIL-18371E، بمقاسين: "النوع 1" بمقاس 2 × 3 بوصات (الشكل 12) و"النوع 2" بمقاس 3 × 5 بوصات. في عام 2022، طلبت الحكومة الأمريكية 39,307 ^{مرآة من "} النوع 1" و7,030 ^{مرآة من "النوع 2 "} . تُستخدم مرآة MIL-18371E أيضًا في مجموعات طوافات النجاة للطائرات التجارية، وتُباع للجمهور.