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這種炮彈居然會拐彎
送交者: 三把刀 2025年02月14日21:24:50 於 [軍事天地] 發送悄悄話

1945年5月,150架神風特攻隊飛機瘋狂的撲向位於沖繩附近的兩艘美國驅逐艦,他們懷着必死的決心準備同敵人一起葬身大海。

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可他們失算了,整整150架飛機,全部被這兩艘驅逐艦的防空火炮給擊落。他們是葬身大海了,但對手仍然浮在海面。這怎麼可能!要知道,二戰早期,最樂觀的估計,擊落一架飛機至少也需要發射2000枚以上的炮彈。你自己算算,這裡有150架,那至少得發射30萬枚炮彈才行。

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可二戰期間美國的“弗萊徹”級驅逐艦,每門5英尺高平兩用炮的備彈量約為350枚,全艦5門加起來也就才1750枚而已,差了將近200倍。所以,它到底是怎麼做到的?

大家好我是火箭叔,因為此時的盟軍,手中已經握有一款絕密武器了,它就是近炸引信。今天,我們來聊聊它的故事。

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在早期的防空和炮火作戰中,炮彈一般採用兩種引信:一種是直接碰炸型,只有當炮彈與目標直接接觸時才會爆炸;另一種是機械定時型,發射前預先設定好延時,讓炮彈在預計目標位置附近爆炸。那問題就來了,飛行中的目標常常在不斷機動,炮彈與目標的距離難以精確控制。

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結果,不管是碰炸還是定時,都很容易出現提前或延後引爆的情況,導致爆炸效果不足,甚至造成無效射擊。可以說,傳統引信讓炮彈的使用效率大大降低,防空和地面火力支援常常要依靠大量炮彈來彌補命中率低下的缺陷。

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當1940年9月德國空軍的轟炸機群像蝗蟲一般撲向倫敦時,一位英國炮兵曾苦笑着說:“這就像在漆黑的房間裡用豆子槍打蒼蠅。”當時的統計令人絕望:擊落一架飛機平均需要近2000發炮彈,甚至有人私下抱怨:“我們的炮彈不是在打飛機,而是在給德國人放禮花。”

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所以改變必須發生。

當時雷達技術已經誕生,所以大家一開始都把思路放在了如何利用雷達來讓炮彈自己探測到有沒有接近目標上。欸,這不是現在導彈玩的那套嗎?所以這個想法在當時還是太超前了,很多條件根本就不具備,於是逐漸被放棄。但美國人沒有,他們決定要挑戰一下極限——把一套不可能的系統放到一個不可思議的環境裡。

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炮彈在發射時,會經歷極高的加速度,其G值可能高達20000左右。同時,由於炮管內的膛線設計,炮彈在飛出炮口後還會高速旋轉。這種劇烈的震動和離心力會對炮彈內部的任何零件造成巨大壓力。要讓近炸引信中的電子裝置在這樣惡劣的條件下正常運作,設計師們必須將所有元件做得非常微小,並且結構要非常堅固。而在那個年代,電子設備主要依靠真空管工作,普通的真空管體積較大且容易損壞。為此,科學家們開發出了一種微型化的真空管,這種真空管不僅體積小、重量輕,而且能在劇烈震動和高速旋轉下保持正常工作。通過這種微型化設計,近炸引信內的發射器、接收器和放大器等核心部件得以裝進狹小的炮彈內部,並能夠在極端環境中保持穩定。

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下一個挑戰,來自電池。早期設計中,工程師嘗試使用普通乾電池,但它存在兩個嚴重的問題:第一,在長時間儲存後電力就會逐漸衰減,使其平均壽命不過就三兩月而已;第二,當它一旦在不適當的時候意外接通電源,就可能導致引信提前引爆——想象一整個軍火庫爆炸的情形。為了解決這一難題,工程師們採用了一種創新的供電方式:濕電池設計。

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現在你看到的這個紅色的東西,是裝着液態電解質的玻璃瓶,它與四周的電池板分隔開來,因此不會有電,除非......炮彈發射,在高速旋轉產生的離心力作用下,玻璃瓶下方的一個機械裝置會解鎖,將一根頂針釋放出來,從而擊碎玻璃瓶。於是電解液迅速釋放,與電池板接觸,立即激活了電源。

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這種設計不僅保證了長期儲存時電池電力不衰減,同時也大大降低了因意外供電而引發早期爆炸的風險。對了,這玩意兒不是個玻璃瓶嗎?萬一在搬運時不小心摔了一下不也容易破嗎。工程師想到了,哪怕此時電解液漏了出來也沒事,因為它們是需要極高的離心力才能被甩進電池板的縫隙裡面的,也就是說,還是得發射。

好,發射,通電激活後,近炸引信到底怎麼工作?其核心思路可以用一個簡單的比喻來說明。想象一下,你站在一個空曠的地方大聲喊話,聲音遇到山壁後會反彈回來。當你離牆壁越來越近時,回聲會變得越來越響。近炸引信就是利用了類似的原理——它在炮彈內部不斷發出一種無線電信號,這個信號就像是“喊話”;當信號遇到敵機或其他目標時,會被反射回來,就像回聲一樣。由於炮彈與目標之間存在相對運動,反射回來的信號會發生一種“頻率上的變化”,這種變化的幅度與兩者之間的距離有關。等到炮彈和目標足夠接近時,這個變化達到一定程度,引信就會判斷:目標就在附近,該引爆了!於是,內置的電子裝置迅速觸發爆炸裝置,使得炮彈在最佳時機爆炸,產生密集的破片,形成一道致命的“碎片雨”。

在近炸引信的幫助下,盟軍迅速將平均需要2000發才能命中的炮彈數,降到了100發以內。效果提升如此明顯,堪比當年機槍對步槍的進步。所以如此神器,怎麼能讓敵人知道。一開始,近炸引信只被允許在太平洋上空使用,因為這樣即便炮彈沒有爆炸也會落進海裡面,敵人無從破解。後來隨着諾曼底登陸,它的身影才出現在了歐洲上空,但此時它又加了一道保險——如果沒有遇上目標爆炸,它會在一個機械延時裝置的作用下最終自毀——總之就是一個,你們誰也別想得到它。連生產它的車間都被分割成數十個部門,工人只知道自己組裝的是“某種電子元件”。太平洋上絕望的日軍不得不承認:“美國人的炮彈會拐彎!”。直到投降後,德國工程師看到實物才恍然大悟:“我們想過這種設計,但以為電子管絕對扛不住炮擊!”

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這項凝聚了英美數千名科學家智慧的技術,最終生產了超過2200萬枚引信。它雖然沒有原子彈來得震撼,卻以更隱蔽的方式拯救了無數生命:太平洋上的水兵、倫敦的市民、諾曼底灘頭的士兵...正如丘吉爾後來評價:“它讓普通炮彈擁有了超自然的智慧。”

還好這個“智慧”那時沒有站在邪惡的一方。

好了,這就是近炸引信的故事。

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