在戰爭歷史中,誰掌握了制空權,誰就掌握了戰爭的勝利。在二戰中也是如此,不過就算是美國,也不能保證自己每次爭奪制空權的時候都是秒贏。面對鋪天蓋地的敵機,尤其是在太平洋上鋪天蓋地的日本自殺飛機,往往會讓美軍損失慘重。那麼美軍要如何應對這些神風敢死隊呢?於是美軍默默甩出了自己的祕密武器,VT引信。
一、高射炮彈的工作原理自從一戰後,大家就開始琢磨怎麼把天上那些飛行小子打下來。不過這些飛行小子飛的又高又快,要打中就不容易。就算士兵們用步槍和機槍瘋狂掃射,可是飛機本身也不是紙糊的,哪有那麼容易就被你打下來?
於是各國軍方的大佬們拍了拍腦袋,覺得還是用炮比較好。於是高射炮就被製造了出來,這些對空射擊的高射炮目的就一個,把天上那些飛行小子們全都打下來。
但炮好說,炮彈呢?當時的引信主要是三種:撞擊引爆、計時引爆和高度引爆。
首先被淘汰的就是撞擊引爆,你想要炮彈擊中天上開著飛機漫天亂飛的飛行小子?那這個難度可不小,基本上要靠高射炮夠多和祖先保佑。雖然說一開始飛機飛得不高,還不夠快的時候還行,但隨著飛行小子們的飛機越飛越高,這可就不行了。
何況以撞擊引信來引爆的炮彈射擊空中目標,必須要炮彈直接擊中目標。但是要擊中體積細小,在高空快速移動的空中目標是一件極之困難的事。只有對付低空低速目標的速射小口徑火炮,才使用撞擊引爆。不然的話, 這些炮彈打出去也不會打到那些飛行小子。
於是乎,計時引爆和高度引爆就成了主流。前者是為炮彈做一個延時引信,當炮彈飛出一段時間後,就會炸開。而高度引爆也類似,在飛到一定高度後,引信就會引爆炮彈。到時候漫天的碎片就會把飛行小子們的飛機打成篩子,就算不死,飛行小子們的飛機也得千瘡百孔的。一些運氣不好的飛行小子們可能當場就被彈片打碎玻璃,然後直接被彈片開了天靈蓋,一命嗚呼去了。
當然,這些引信也不是沒得問題。因為無論是延時還是高度,都容易被飛行小子們鑽漏洞。比如說飛行小子們可能故意飛的低一些,或是高一些,從而避過了要命的高射炮彈。再者那些炮彈自己也不靠譜,可能都從飛行小子們的飛機上方飛過去了還沒爆炸,等到竄出去好遠了才爆炸,都是有可能的。
而且這些東西需要地面發射前提前設定,如果設定錯了,對對方的判斷有誤,那麼這些炮彈打出去也是浪費。除了炸個響給對方增加心理壓力,和歡送對方機群離去之外,沒得任何作用。
所以說,當時的高射炮炮彈幾乎就是不靠譜的代言詞,能不能把對方打下來,完全要看運氣和祖先保佑,以及高射炮夠不夠多了。這種防空效率,肯定是不夠好的。不過受限於當時的技術限制,也是沒辦法。
二、VT引信不過到了二戰時期,新的戰場形式決定了這些傳統引信的效能可不夠了。因為此時那些軸心國的飛行小子們開的飛機飛的是又高又快,而且一個一個還技術嫻熟的。
傳統的高射炮要敲掉這些飛行小子可就不容易了。更別說隔壁德國漢斯的元首還有一個叫做V-1火箭的玩兒意,天天飛過來炸英國,這日子可就不是很好過了。
而美國也沒好哪去,在夏威夷吃著漢堡唱著歌,打算開開心心過個週末的時候,天上突然飛來了日本人的飛機,然後劈頭蓋臉就是一頓轟炸。反應過來時美國牛仔們非常憤怒,立刻選擇了參加戰爭。
不過參加戰爭後,他們發現了一個問題,那就是傳統的高射炮彈效果不佳,主要原因就是這些引信不行。炮彈不是早炸就是晚炸,那當然是打不到人了。
面臨困難的英美不約而同的就想到了無線電引信,希望利用無線電的工作原理可以讓炮彈飛到目標旁時,引信自動引爆炮彈。而最終美國成功推出了自己的無線電近炸引信,英文稱之為Variable Time,也被稱之為VT引信。
VT引信的工作原理如下,炮彈內部有一個裝有電解液的小容器,當炮彈發射時,炮彈的衝擊力讓容器破碎。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180至220兆赫的無線電波。
當彈體接近反射物體時,部分電波被反射,並被引信的振盪器接收。隨著炮彈與目標距離減少,多普勒效應使反射電波在發射器的電流內造成200-800赫的低頻脈衝訊號。這個脈衝會被一個無線電真空管放大,當炮彈飛到離目標21米以內時,這個脈衝足夠大到啟動一個電子閘流管,儲存在那個電容器的電流瞬間被釋放,一個電子雷管被引爆,它又引爆主雷管。
當然,為了防止充電過程在炮管裡就產生,進而導致在炮管內爆炸,所以說炮彈內部還有兩個額外開關,第一個是彈性金屬離心開關,第二個是水銀開關。
前者負責斷路,確保電容器不會在不應該被充電的時候充電。而後者則確保電容器正負極短路,在炮彈開始旋轉時,水銀從內管通過一個微孔隔膜被離心力甩到外管,這樣電容的短路被解除。
如此一來VT引信就會成為一個非常可怕的殺戮機器,專門打那些飛在天上的飛行小子。但是具體這個玩兒意的實戰效果如何,那就只有在戰場上檢驗它了。
三、空中鐵掃帚在1943年1月5日,海倫娜號輕巡洋艦在南太平洋上首次使用了裝有VT引信的127毫米炮彈,成功擊落了一架日軍轟炸機。當時日本的飛行小子還不知道發生了啥,身邊就出現了大團破片。儘管他極力操作飛機試圖逃出這片炮擊範圍,但炮彈始終追著他爆炸,最終他就被這些破片給擊落了。
經此一戰,美軍完全信任了VT引信的效能,認為它是一種非常優秀的防空祕密武器。不過因為擔心它落入敵手,而被敵人大量複製,所以說美軍對它的保管十分嚴格,僅僅准許海軍的軍艦上有這個東西。至於陸軍的人嘛,那就沒得VT引信用了。
當然,美軍的這個做法頗有些多此一舉,因為VT引信本身還有一層保護機制。上面說過的那兩個開關,會在啟動後形成一個新的電流回路接在電雷管上。如果炮彈沒有打到任何一個敵人的飛行小子,且炮彈的旋轉速度開始下降到一個臨界值時,第一開關的簧片又會回到最初的位置,和第二個開關中在外管中的水銀,形成一個完整的迴路,接通電容器和電雷管,然後把這個炮彈爆掉。防止它落入敵人手中。
於是一時間在南太平洋上,VT引信大展神威,所有來犯之敵都一律擊落。對於美軍來說,這絕對是他們面對日本人那些如同烏雲壓境的神風飛機時的最佳鐵掃帚。
各種大口徑高射炮都會裝備上裝有VT引信的炮彈,然後對準這些自殺飛機一頓狂打,最後將其擊落。據戰後統計,美軍艦載防空火炮的主力,127mm炮使用近炸引信時擊落每架敵機平均需要500發炮彈;而使用常規炮彈時則要多4倍,即2000發。
而在英國,VT引信也是英國在1944年抵擋德國V-1和V-2火箭的絕佳利器。對於這些飛的又高又快的玩兒意,採用傳統炮彈的時候難以擊落。但在得到了火控雷達和VT引信後,英國人就能很好的將其擊落。根據戰後統計,使用以VT引信擊落一枚火箭只需要150枚炮彈,而使用傳統引信,則需要2800枚炮彈。
當然,在1944年對VT炮彈的禁令解開後,VT引信也被用在了陸軍的重炮和火箭彈,以及陸軍航空兵的炸彈上。一旦用上了這種引信,炮彈就會在距離地面尚有一段距離時引爆,爆炸產生的破片和強大壓力會大面積殺傷敵軍。典型例子,就是在突出部戰役裡,德軍以為美軍的炮兵觀察會因為暴雪失靈,炮兵效果會大打折扣,結果卻是他們吃了一頓炮彈而損失慘重。
結語可以想象,在當時的環境下VT引信是怎樣一件劃時代的產物。如果沒有這個東西,那麼盟軍可能要付出更多的傷亡才能戰勝軸心國。而VT引信本身,也對科技的發展和運用提供了巨大的推進作用。它的影響力,時至今日都不會消失。
參考文獻:《致命引信——第二次世界大戰的絕密武器》