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不为人知的二战故事:一次微小的技术升级,帮助美英赢得了战争

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  喷气发动机、空对空火箭、无人机。第二次世界大战充满了华丽的技术突破,这些突破改变了战争,无论是在战争期间,还是在随后的战争中。但有一件不起眼的设备在早期得到了升级,实际上却可能让战争对美国有利:引信。具体来说,冲击式和定时引信被换成了一种之前一直假设的武器:近炸引信。

  高射炮和其他炮弹通常由一枚装有大量烈性炸药的外壳组成。这些炸药相对稳定,需要激活引信才能引爆。在第二次世界大战之前,有两大类引信:冲击式和定时式。

  冲击引信,有时也被称为压碎引信,当它们撞击某物时就会爆炸。顷刻之间,炮弹中的主要炸药就被引爆,爆炸后形成一片弹片云。这对于打击装甲目标非常有效,因为你需要尽可能地将爆炸压在装甲目标表面上。

  但是对于杀伤人员,防空,或者仅仅是大面积覆盖的射击,炮兵们都希望炮弹能发射到离地面几英尺或几码高的地方。这使得致命弹片的扩散范围更广。在1940年之前,实现这一目标的最佳方法是使用定时引信。炮弹被推出管外的力量启动了引信里的计时器,炮弹在设定的时间后爆炸。

  引信可以设置在不同的时间,在射击方向中心的炮兵会计算出什么时间需要最大的弹片爆炸。但定时引信并不完美,小小的数学错误可能会导致一发炮弹过早爆炸,让弹片在到达人员和飞机之前分散并减慢速度,或者因为太迟了,炮弹在爆炸前就被泥土深深卡住了,泥土吸收了炮弹的能量,挡住了大部分弹片。


  近炸引信的工作原理是发射无线电波,然后测量这些电波反弹所需的时间,从而在与物体的一定距离内引爆。这就需要缩小无线电发射机和接收机,直到它足够小,可以放入指定的引信空间。反过来,这就需要各种各样的突破,比如缩小真空电子管的尺寸,以及在从真空电子管中发射子弹时,找到将所有敏感电子器件固定在支架上的方法。

  英国科学家在20世纪30年代末开始研究近炸引信,并解决了足够多的固有问题,以测试有效程度不高的原型。他们的努力受到了成本超支和小型化部件和大规模生产适应性的双重挑战的阻碍。随着战争临近,他们分享了他们的研究,并开始与正在进行的美国引信项目合作。


  1940年美国国防研究委员会要求卡内基研究所和约翰霍普金斯大学完成一个棘手的项目,科学家们接受了挑战,开始了完全保密的工作。

  顶尖人才,比如詹姆斯·范艾伦博士,范艾伦辐射带就是以他命名的,成功制造了一个能在目标附近引爆约一半时间的可工作引信。

  这听起来可能不是一个很好的速度,但它实际上是一个奇迹。空中防御者平均要发射数千发炮弹才能击落任何一架快速的单引擎轰炸机,这种轰炸机越来越流行,也越来越致命。因此,突然有炮弹在一半的时间里会在目标附近爆炸,可能在几十或几百次的射击中击落一架敌机。这解决了一些问题。在长途航行中舰船不太可能耗尽防空弹药,而且可以更好地保护自己免受轰炸机的攻击。

  事实上,这是在部署弹药后的第一段时间,只在海上取得了进展,因为该技术被认为过于敏感,无法在陆地上使用,因为陆地上可能会捕获并进行逆向工程。


  近炸引信首次亮相是在瓜达尔卡纳尔岛,第一批收到引信的三艘军舰之一的海伦娜号巡洋舰向一架俯冲轰炸机开火。海伦娜号发射两轮炮弹,引信上的第一个受害者燃烧起来,然后坠入水中。通常每次几千次都不能击落一架敌机。

  从那以后,海军指挥官们驾驶着满载先进炮弹的船只,直击迎面而来的敌军,近炸引信被杀死了50%靠近舰队的敌军,即使只有25%给舰队的弹药使用有近炸引信。这意味着这种引信在常规作战条件下的性能是传统的三倍。


  近炸引信甚至可能拯救了它的创造者之一,范·艾伦博士的生命。范艾伦于1942年11月被任命为美国海军中尉,在南太平洋舰队上连续服役16个月,指导射击军官,并进行火炮引信测试。他是华盛顿号战列舰的助理射击官,当时华盛顿号战列舰在菲律宾海战役中成功抵御了日本神风特攻队的攻击。在菲律宾海战役中,美国飞机和海军炮手击落了500多架日本飞机。

  在欧洲战场上,近炸引信是英国在1944年成功阻挡德国V-1火箭攻势的主要原因之一。击落V-1火箭防空火炮大部分都配备火控雷达及近炸引信这两种新发明。按战后统计,近炸引信击落一枚V-1平均需要150发炮弹,但使用常规炮弹则需要约2800发。


  在1944年底,德军在突出部战役中突袭盟军。美军火炮在12月底的恶劣天气中首次使用近炸引信。德军因为在恶劣天气中美军炮兵无法观测, 没有防备而伤亡惨重。按事后估计,炮火的威力增加了约七倍。巴顿将军当时称,这种引信将改变战争的方法。他后来在给陆军部的信中写道:“这种带有滑稽引信的新炮弹是毁灭性的。”“我很高兴你们首先想到了这一点。”

  近炸引信是第二次世界大战中最重要的技术创新之一。它是如此重要,以至于它被当作一个类似于原子弹计划或诺曼底登陆的秘密来保护。

  到二战结束时,美国已经装配和安装了超过2200万个这种类型的创新引信,每个引信包含大约130个小型电子部件,花费了超过10亿美元(相当于现在的150亿美元)。

  刘易斯·l·施特劳斯“上将”写道,第二次世界大战中最原始和最有效的军事发展之一是近距离引信。它被用于陆军和海军,并被用于保卫伦敦。虽然没有一项发明赢得了战争,但近炸引信必须列在极少数中,例如雷达,胜利很大程度上依赖于这些发展。(幂谈天下/张幂)

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