1943年1月5日,二戰太平洋戰場,南太平洋海域,一架日軍艦載機拖曳著火光墜入大洋中。估計上面的飛行員到死都不明白他的飛機旁為什麼開了那麼多的“煙花”,按照自己駕駛的零式極高的速度來說,以前避開美軍的防空炮火是輕而易舉的啊!
擊落這架戰機的正是美軍海倫娜號輕巡洋艦上的五吋(127mm)火炮。
這次毫不起眼的防空任務,其實標誌著一個即將改變戰爭格局的神祕裝置正式加入二戰——“VT引信”。
誕生伊始自從珍珠港之役後,美日雙方都發現了航空母艦的重要性,但同時也發現了一個問題——戰艦上的防空手段效率實在是太低了。
早期雙方的防空炮彈都採用的是觸炸引信和定時引信,作用十分有限。首先觸炸引信顧名思義,只有在其碰撞到了被打擊物才會引爆炮彈。而定時引信必須要先知道炮口到目標的距離來推算炮彈飛行需要的時間,然後再給引信定時,但同時可想而知在遭到敵機打擊時手忙腳亂的混亂情況下很難掌握引信定時。
1942年聖克魯茲海戰攝影,當時美軍只能依靠定時引信的炮彈防空
在太平洋戰爭早期,日本海軍航戰飛行員們以極高的戰鬥素質創下了赫赫戰功,日本艦爆飛行員們甚至在1942年創造了投彈命中率80%的高戰績(珊瑚海-中途島-聖克魯茲三次海戰),可想而知這對於美國海軍的艦艇們造成了多重的心理陰影。因此,一款在1940年和原子彈同期提案、保密程度也和原子彈一個級別的新式引信——“VT”在美國海軍的催促下,快馬加鞭進行研製。
原理與應用VT引信即近炸引信,以前文提到的海倫娜號上的5吋版的VT引信為例,整個的大小不過是一個啤酒扎杯,上面裝載了5個管狀的無線電發收器,它們不斷地發射和接收無線電訊號。裝載了這種引信的炮彈發射時的衝擊力使一個裝著電解液小玻璃瓶破碎,炮管的膛線使炮彈開始旋轉,電解液被離心力甩向周圍被絕緣的電極板上,馬上就有電流產生,電流馬上給一個電容充電,同時電流啟動一個無線電真空管,真空管發射出一股無線電電波,任何的物體反射的電波會被一個振盪器接收,接收電波和發射電波會產生一個“波紋”電子脈衝。如果在一定時間內突然引信的感應式敏感裝置根據這個“波紋”周圍環境物理場(比如說電磁場)所固有的某些特性突然發生了變化(敵機飛來了,在附近),那麼當它飛到離目標大約21米左右時,電雷管引爆主雷管,炮彈爆炸,依靠碎片和衝擊波擊殺敵機。
專業術語看不懂?沒關係,簡單說就是:一發炮彈打出去,不用考慮中沒中,只要敵機在這枚炮彈為中心的21米直徑的球體型範圍內,炮彈便會自動爆炸。碎片的覆蓋面積高達278.7平方米,加上衝擊波,這架敵機非死即傷,相比以前就極大提高了防空效率。
而這種裝載這種炮彈的艦炮為雙聯裝“Mark-12”型艦炮,是美國海軍的艦艇的通用件,小到驅逐艦,大到戰列艦和艦隊航母都安裝了數門。當敵機來襲,大家從上到下依靠著這型艦炮優秀的自動裝彈機可以迅速拉出一股巨大的VT引信防空彈幕,撕碎任何來犯之敵。
埃塞克斯級航母,其艦島前後各有兩具“Mark-12”
VT引信在二戰中,最小的版本可用在美軍的76毫米艦炮上但配給不多。主流使用者還是英軍的133mm和美軍的127mm這兩個口徑的炮彈。
美國海軍艦載博福斯40mm防空炮
倘若在二戰中美國就能把VT引信塞在40mm博福斯或20mm厄利孔這種小型防空炮上,遇到這種變態級防空能力艦艇的日本聯合艦隊航空兵真的是要罵娘了。
輕工業的最高標準雖然VT引信看起來就是一個毫不起眼的小玩意,但美國從前到後為其花費了巨大的心血。因為VT引信所發出的那股“索敵波紋”完全是靠著一個真空管,這個真空管可以說就是VT引信的靈魂。而這種真空管的設計要求是要能抵受火炮射擊時超過20000倍地球重力的加速,與及每秒500轉的自旋,同時自身體積的大小還必須限制在可以安放在炮彈的彈頭之內。即使到了現在,這都是極其高的技術要求。
在立項的1940年,美國所能達到水平僅僅是能抵禦50倍地球重力的加速和少得可憐的自旋。在戰爭初期飽受日本海軍艦載機攻擊之苦的美國,為了研發出達標的真空管耗資數億,集合了國內所有頂尖的物理學家和工界人物傾其全力研製攻堅,最終在1942年底達成了技術要求,在1943年1月便投入量產,發赴前線。毫不誇張的說,這一枚小小的真空管,可以代表當時美國輕工業的最高水平。
相比起美國強大的工業基礎與科技水平,德國同時期類似此種裝置的“真空冷陰極閘流管”就顯得不切實際了。雖然靈敏度很高,但也是始終解決不了耐衝擊問題。而且探測距離非常短,只有幾米,也就是炮彈不能打到目標幾米以內就不會爆炸,那幾乎和觸炸引信沒區別了,而另一種“磁引信”效果也並不理想,只能對少數飛機起作用。至於日本,電子技術比德國還要落後的多,只能玩得轉機械引信,而且到最後也沒攻破真空管這個技術難關。所以縱觀軸心國集團的兩位,雖然德國從1930年就開始研究無線電近炸引信,日本從1939年開始研究,起步都比美國早,但直到戰爭結束都沒有拿出能用的產品。
對於戰局的影響說了這麼多,VT引信對於戰爭有多大的貢獻?
在太平洋戰爭初期,同款127mm防空炮裝載的觸炸引信和定時引信平均2000發才能擊落一架敵機。但是後期的美軍則憑藉VT引信這一大殺器的存在,平均每300發即可擊落一架敵機,效率足足提高了六七倍,成為了日本海軍航空兵的噩夢。對抗“神風特攻隊”主要也是依靠的這種炮彈,由VT引信為美國航母編隊遠遠扯開的一大片防空彈幕,從萊特灣到硫磺島,再到十次日方的“菊水”作戰,以及不計其數的日常偷襲,眾多神風特攻機還沒有進入陣位,就被綿密的彈片擊落。
由於效果良好,美軍自然也將其應用到了陸軍高炮部隊。不過,由於這屬於美軍的祕密武器,美軍規定只准在海上和英國境內的防空火炮使用,以免沒有發揮效用的引信隨炮彈一起落到敵人手中,洩露祕密。這種引信唯一的一次在歐洲大陸使用,是在巴斯托捏,美軍101空降師被德軍被圍,有被全殲的危險。為了救出101空降師,美軍全力以赴,包括使用帶有VT信管的榴霰彈轟擊德軍步兵,結果德軍步兵在密集的榴霰彈轟擊下,根本就抬不起頭來,更不要說掩護裝甲部隊的進攻,最終,在各方面的全力協助下,101空降師突出重圍。
而在英倫三島上,不用擔心洩露的VT引信的使用頻率頗高。飽受德軍V-1、V-2火箭轟炸之苦的英國在之前平均2800枚防空炮彈才能攔截一枚。自從美軍提供VT引信後,英軍依靠自己防空火炮上專門的火控雷達和近炸引信,擊落一枚V-1火箭平均只需要150發炮彈,徹底摧毀了德軍的火箭攻勢。
空中優勢幾乎可以說是決定一場戰爭成敗的關鍵條件,而美國依靠著VT引信幾乎挫敗了中後期的德軍火箭攻勢和日本海軍的艦載機。一個國家的科技水平與底蘊,往往真的是能決定戰爭走向。