来自 军事 1970-01-01 08:00 的文章

前几天看“局座”张召忠的一个视频,说二战时,炮打飞机,如果拉10卡车的炮弹,能打落一架飞机,就算是优秀的了。

此语令人诧异:10卡车,得几千发炮弹?几千发炮弹才勉为其难打落一架飞机,飞机咋那么难打?

今天,飞春读传就来详细说说这段历史,以及科技带来的武器之变,对终结二战日本法西斯的影响。

一、高射炮咋打飞机的?

打掉一架飞机,需要多少炮弹?

想回答这个问题,得先说清高炮的发射原理。

高射炮,产生于一战防空作战,它与飞机的关系,类似矛与盾的关系。飞机为了攻击地面部队,它是为了防空,把飞机打下来。

这飞机空中自由飞,下面的高射炮就要能自由地转动。

所以,这就要求高射炮的炮膛能上下左右调整。

如此高大笨重的炮车,它的移动和瞄准,不是一个人能干得了的。

以二战时应用最广泛的“博福斯M34型”40毫米高炮为例,它的操作台上有3个座位,左右各1个操作手,后面一个指挥官。

M34

右侧的位置是副炮手,负责操控炮膛左右方向的旋转。

左侧的是管发射的炮手,负责高低的调整,以及踩下踏板机关,进行火炮的击发。

旁边还有一个站立的专门搬炮弹、装炮弹的助手。

后面坐着的是火炮指挥官,负责观测目标、命令开火,以及观察射击效果。

所以,操作一架高射炮,得四五个人,多的八九个人编成一组,团队密切配合,在飞机来时才能快速实施射击。

这就决定了高射炮的效率低下。


而且那时还没有雷达预警,雷达是在二战末期才运用到战场的另一高科技。

我们来脑补一下打飞机的场景和过程:

情报报告,今天上午将有飞机从西南方向来犯我军。瞭望手就开始用望远镜不停地瞅啊瞅,终于发现一个细小的东西向这边移动,马上调动火炮,进行瞄准。

这个过程很关键。

炮车就位,炮手摇动上下、左右位置后,调整好方向,然后搬来炮弹,准备发射。

此时,最重要的,是测算飞机到来的路径、时间、高度、距离、速度,然后算出炮弹发射后爆炸的位置,由此确定炮膛发射时的具体角度和方位,以及最重要的,设定好延时爆炸时间。

这一系列动作,需要在有限的时间内,紧张而快速地完成。

可见,这炮打飞机,是团队分工合作,“项目化运作”,效率是多么的低。

有人说,炮打飞机这么麻烦,有没有更好的方法打飞机呢?

没有。

当时的科技水平,能抵御飞机来犯的,只有飞机和高射炮。

所以,高射炮效率低下也得用,低有低的方法,笨有笨的好处,那就是大批量使用,集群高密度发射。

二、打下一架飞机的成本有多大?

明枪易躲,暗箭难防。

飞机居高临下,发现和躲避一架高射炮发来的炮弹,还是相对容易的。

为了防止飞机躲避,提高命中率,地下的高射炮,就需要组团发射。

M34高射炮,每分钟可发80发炮弹。几十门、上百门的高射炮不停地开火,就可以在飞机必经之处,打出一个爆炸的“雷区”、“弹幕”,飞机只要过来,就让它九死一生。

二战时,德国在本土重要城市和工业区上空,用最密集的高射炮打造了一片“死亡弹幕”,一亲历的美国轰炸机驾驶员,曾这样形容它恐怖:“天空中飞行的炮弹,多得可以在上面走路了!”

成百上千发的炮弹,就这样在高空全面开花,纵使飞机腾挪转移,以几千发炮弹拦截、击落一架飞机,还是比较靠谱的。

只是,这样的代价太高了。

美国海军在二战后就统计指出,使用普通炮弹需要2800发以上,才能击落一架飞机

因此,高炮和炮弹击落一架飞机的成本,远远高于被击落的飞机本身,是飞机的好几倍


其实,高炮操作繁杂、效率低只是一方面,致使它击落飞机效率底下的另一个核心因素,是引信的控制。

手榴弹拉开引信,扔出去数秒后爆炸,如果人躲得及时,就不会炸伤。飞机躲在空中躲避高射炮,道理一样。

也就是说,你设定好了时间,飞机却躲过去了,炮弹在不该爆炸的时间和空间爆炸了。该爆炸的时候,飞机即使擦身而过,可能它时间不到,也不会爆炸。

这就很让人苦恼。

这一切,都是炮弹内的引信使然。

当时的炮弹引信,可分2种:

①撞击式引信

也就是通过机械力的作用,炮弹击中了目标机身,激发了弹壳内的起爆装置,炮弹爆炸,击毁目标。

这一理论上很完美的爆炸方式,在高空中十分脆弱,因为数千米之外的高空,很难瞄准细小而又在不停躲避的机身。

用在低空飞行物上还可以,对几千米、上万米高空的飞机来说,驾驶员就呵呵了。

你用手枪在50米外打一个移动的目标,和在500米外打一个移动目标,命中率截然不同。道理一样。

②延时式引信

这是一种类似闹钟的机械式拨盘,上面有刻度,可大概在30秒内自由设定起爆时间。

这个时间,需要炮手团队用测高仪来计算出,然后告诉炮手,调整时间、装炮、发射。

可见,延时引信的核心是精准预测飞机的高度,计算炮弹的起爆时间,这也是神炮手的看家本领。

然而,预测得再精准,如果遇到飞机如燕子般能灵活调整,那么不论是撞击式还是延时式,都会效果大打折扣。

尤其是在1940年9月日本零式飞机研发出来后,它的小巧轻薄敏捷,它的转弯半径、爬升速度,是当时全世界为之惊叹的。

所以,以上3个因素:操作繁琐、起爆效率低、飞机易躲难防,是二战前期两三千发炮弹,才能打下一架飞机的主要原因。

那么,问题来了,有矛必有盾,日本生产出来了强悍的零式飞机,如何破?

这就是第二个今天要说的话题:零式飞机的克星:VT信管。


三、VT信管的起爆原理

战争富裕了军火商,催生了高科技。

纵观历史,激励科学家们高效投入科研的,多是战争威逼之下,不惜巨额资金投入,使其创造出更强大的武器,取得战场控制权。

为了解决炮打飞机效率底下的缺陷,二战西方主要参战国,都在研发更好的引信。

其核心,都想让炮弹既不依时间起爆,也不依撞击起爆,而是依抵达飞机的距离起爆,在更大的范围内,提升“致机一命”的可能性。

1940年,美国通过一份与原子弹研究同时进行的秘密提案,由美国海军装备局联合约翰·霍普金斯大学应用物理研究室,和美国科技及研究局,协同开始了新型炮弹引信的研究。

在1941年日本偷袭珍珠港前,他们完成了相关研究和设计工作,这,就是VT信管。

VT引信炮弹

VT,variable time的缩写,即“变时”。

VT引信,即根据爆炸物的远近,智能、自动地调整起爆时间

这太厉害了,是炮弹的根本性革命。

有了这技术,打飞机再也不用靠“懵”了。

这项技术的核心,是利用弹壳内的一个无线电波发射装置,自动发出特殊频率的电波,电波遇到金属机身会反射,根据反射回来的电波起爆,炸毁附近的目标。

这里有个核心的核心,那就是弹壳内那个发电波、收电波、激发点火的小部件——微型真空管。

它一时难住了美国科学家。

因为它的工作环境太苛刻,它不但及其小,要塞进炮弹里,而且须要在炮弹飞行的过程中工作,要克服比自身重量大2万倍的加速度,以及每秒500转的自旋。

就这一个瓶颈,让美国耗资数亿美金,聚集了国内全部顶尖物理学家,动员了100多家美国公司,反复实验,终于在1942年底,基本研究成功。

微型真空管

简要说一下它的工作过程:

→①炮手踏下机关,VT炮弹经炮膛旋转发射而出;

→②电解液甩到电极板上,产生电流,经过电容输入无线电真空管;

→③真空管产生电波,向炮弹15或20米外的范围,发射特定频率的无线电波;

→④在范围内遇到目标,电波反射回来另一种频率的电波;

→⑤反射回来的电波,被弹壳内的振荡器吸收振荡器产生波纹电子脉冲;

→⑥脉冲经电容放大成电流电流触发主雷管内的点火装置,起爆;

→⑦炮弹爆炸产生强力冲击波和碎片,杀伤敌机。

发射电波

遇到目标

起爆

就转移,一个精确控制的起爆过程,几乎完美呈现,它实现了近身杀伤,精准高效,堪为历史革命!

1943年1月5日,首个VT引信炮弹,装载于美国轻型驱逐舰“海伦娜”号上,在南太平洋上空,对疯狂来袭的日本零式飞机致命一击,成功将其击落。

这,就是科技的力量。

这,也是国家实力的较量。

当时的德国、日本等,包括英国,都先于美国在研发这种技术,但能斥资数亿美元,动用100多家公司的,只有美国。

之后,美国共生产了2200万枚VT炮弹,日本零式飞机不再是神话。原先2800发炮弹换一架飞机的历史,变成了300发:1架,效率近乎原来的10倍。

纵然1944年10月,日本灭亡之前绝望地启用了自杀式神风特攻队,也抵挡不了VT对它的精确打击。终结日本空中优势的,就是VT信管。

研发VT信管

有了它,美军折冲日敌,稳操胜券,战后美国军方报告称:

雷达、原子弹和VT信管,是二战中美国军队最伟大的3项技术发明和应用成就。”

而实际上,最后终结疯狂法西斯日本的,也正是这3项高科技。

正如美国海军舰队总司令恩斯特·约瑟夫·金恩所说:

“VT信管的开发,是将合众国引向胜利的主要科学功绩,这种独特的装置,保护了海军舰队,帮助我们迅速向西跃进,走向日本本土。”

“如果没有这种装置,我们将付出无可估量的军舰和人员损失。”

===================

参考文献:

李荦《两次世界大战间美国海军的发展变迁》(安徽师范大学硕士学位论文 2013.04.01)

席康《万国空防之屏障 二战博福斯高炮家族》(《国际瞭望》2005.7)

《二战美军5大王牌武器:小小近炸引信挫败神风特攻》(参考消息网2015-02-06 )

热门文章