九一式魚雷
速度 300 ノット (556 km/h) の高速度での雷撃では、投下高度は最高 300〜350 m に制限された。この高度制限は、水面入射時の二重反転スクリューのプロペラ翼の強度限界による制限だった。これは横須賀空でテスト中に、陸上爆撃機「銀河」(P1Y1) から高速かつ高度 100 m で射出された魚雷が、スクリュー翼のひび割れによって進路を曲げて駆走したことによる。高速度雷撃では、最低高度制限も設定され、40 m に設定された。高度 30 m 未満で投下されると、水面上を飛び跳ねる可能性があった。
1944年3月に横須賀海軍基地において、高機動性を陸軍操縦士搭乗のキ-67(四式重爆撃機)を用いた 300 回のテストから射出諸元を導出し「高速雷撃射法」を確立した。海軍はこれを制式射法として承認した。電波高度計 タキ13 を装備した キ-67 は1トン魚雷を抱いて高度 1,500 m から水面レベルまで急降下し、2種類の形式で射出する。
速度範囲 370〜460 km/h (200〜248 ノット) では、高度範囲 30〜120 m で射出
速度範囲 460〜560 km/h (248〜302 ノット) では、高度範囲 50〜120 m で射出
安定舵(ロール・ラダー)の方式。通常は全量操舵をするが、ロール角度に対応して戻り方向で選択的に「当て舵」操舵する部分では角速度操舵方式となる。左右の安定舵は飛行機の補助翼(エルロン)のように左右をひねる動作。この操舵システムが、不安定な転動(ロール回転)振動を収束させる。九一式航空魚雷は、魚雷長軸を中心軸とする転動方向には約 0.5 秒の短い時定数をもつ。
本装置(主コントローラ)は、操舵用制御圧力空気の1入力/2出力ポートをもち、魚雷の転動(ロール回転)に平行に配置される。本装置の中心軸に配置されたパイロット弁(パイロット・バルブ)にジャイロスコープから制御操作入力された魚雷のロール角度に対応して、ロール傾きを修正操舵する回転側の制御圧力空気の出力ポート(バルブ)を排他的にオンにする(開く)。本装置はさらに、修正操舵が効いて魚雷がロール傾きを正立位置に戻してくるときに、その角速度方向とロール角度の減少に対応して、修正操舵にブレーキをかける「当て舵」操舵(修正方向と逆向きの操舵)を行うため、それまでとは逆回りの回転側の制御圧力空気の出力ポートを排他的にオンにする。この結果、ロール角速度の時間微分である加速度を検出して制御することになる。
本装置は、円筒中空シリンダー形状のケースと、その気密状態中で所定の行程(ロール角度に比例する)を空気圧によって左右に滑動する円筒形重量物の滑動弁(スライダー・バルブ)、この滑動弁の中心軸を左右にプッシュプル操作されて動作するパイロット弁(パイロット・バルブ)、の3部位から構成されている。
滑動弁(スライダー・バルブ)は1入力2出力の構造をもつ円筒形状の重量物であり、ケース内部の両端壁と自由に動く滑動弁両端部との間に空気室ができる。
「第2射法」と呼ばれた方法は、浅い軍港において、予想される猛烈な対空砲火の中を、速度 100 ノット (185 km/h)、高度 10 m で行う雷撃だった。当時最新型の中島九七式艦上攻撃機では、この速度で飛行するのは難しく、脚とフラップを下ろして空気抵抗を増やして飛行しなければならなかった。雷撃隊の搭乗員たちは、水深 10 m という浅い鹿児島湾で1941年8月終盤まで、この射法の訓練をしたものの、この射法では雷撃成功には確信がもてなかった。
10 ) {\displaystyle {\begin{array}{lcll}d\nu /dt&=&-(I_{2}\,/\,M)\,(K\,/\,I_{2})\,+\,(\omega _{0}\,+\,K\,/\,M)\,e^{-(M/I_{2})t}&\cdots (Eq.\ 9)\\\nu &=&-(K/M)t\,+\,(I_{2}/M)\,(\omega _{0}\,+\,K/M)\,(1\,-\,e^{-(M/I_{2})t})&\cdots (Eq.\ 10)\end{array}}}
ここで、K と M は次式で定義される: K = −(1/2) C2 ρV S2 a M = (1/2) × 57.3 C1 S3 (b2 / 12)ρV
上式中の各記号は次の定数と変数を表す: ρ : 空気密度 V : 魚雷速度 (定数) C2 : 両側の安定舵の空気流れベクトルについての 22.5° での揚力係数 a : 2個の安定舵の揚力の空気力学的中心間の長さ S2 : 1個の安定舵の面積(脱落式木製安定翼) b2 : 尾部の空中安定板の横幅 C1 : 尾部の空中安定板の空気流れベクトルについての角度 1° ごとの揚力係数 S3 : 尾部の安定板の面積総和、ただし箱型形状「框板」には S3 / 4 が使われる。 I2 : 魚雷の重心での揚力モーメントについての慣性係数 ν : 魚雷の長軸周りの回転角度
実際の解析における繰返し処理では、ある角度値 ν° を Eq. 10 に設定して t の値を得て、その t を Eq. 9 に代入することによって、最上部中立点を通り過ぎるときの角速度を求めることができる。