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近炸引信本文重定向自 近炸引信

近炸引信(英语:Proximity fuze,日语:近接信管),亦称近爆引信近发引信,是一种依据与目标距离而决定引爆的雷管。近炸引信的技术可被应用在火炮炮弹、火箭水雷鱼雷之上。第二次世界大战期间,盟军发明在炮弹上使用无线电感应的近炸引信,大为提高防空火炮的效力;当时这种引信被称为“VT”(VT指Variable Time,变时)。

近炸引信按感应技术可分为:

  • 无线电感应
  • 光学感应
  • 声学感应
  • 磁力感应

无线电感应

历史

第一次世界大战以后,各国已开始研究依靠距离引爆的引信。当时英国海军因为面对越来越强的空中威胁,研究以无线电感应的近炸引信来加强防空炮火的效力。在此以前,一般火炮所使用的信管主要有三类:撞击引爆计时引爆、或高度引爆。以撞击引爆的炮弹射击空中目标,必须要炮弹直接击中目标。但是要击中体积细小,在高空快速移动的空中目标是一件极之困难的事。只有对付低空低速目标的速射小口径火炮,才使用撞击引爆。大部分的高射炮是使用计时或依高度引爆炮弹。一般高射炮炮弹爆炸有效杀伤直径可以达数十米,因此只要炮弹在目标附近爆炸即可。使用高度或计时引爆,需要先准确计算或预测目标的高度,发射前先设定炮弹的引爆时间或高度。若果这设定有错,炮弹就算准确对正目标,亦会因过早或过迟引爆而无效。因为命中的机会少,使用计时引爆的对空火炮必须施放大量炮弹,在目标可能经过的地方造成一个弹幕。使用近炸引信,则只需将炮弹向目标方向发射;当炮弹接近目标,二者距离低于信管内的设定限度时,炮弹便会自动引爆,这样将大为提高炮火的效力。

英国在1940年发展出与雷达原理相同的无线电感应近炸引信的原型。美国参战后,在美国科技及研究局(Office of Scientific Research and Development)之下完成这种被称为VT信管的设计,并开始大量生产。在二次大战期间,美国一共生产了大约二千二百万枚VT。VT 首次被派上战场是1943年1月5日,轻巡洋舰海伦娜(布鲁克林级轻巡洋舰,5门3联装MK16 6吋/47火炮,8门单管5吋/25火炮)在南太平洋以配有VT 的五吋(127mm)火炮,成功击落一架日军轰炸机。

近炸引信被视为盟军的重要秘密武器,因此在初期一直避免在可能落入敌方手中的情况下使用,一直要到1944年,这限制才被撤销。近炸引信的使用,令美国海军的防空火力有效度大为增加。据战后统计,美军舰载防空火炮的主力,127mm炮使用近炸引信时击落每架敌机平均需要500发炮弹;而使用常规炮弹时则要多四倍,即2000发。在战争末期防御日本神风敢死队攻击的火炮,大部分都得助于近炸引信。美国海军部长詹姆斯·福里斯特尔称赞近炸引信的使用,令美国在太平洋战场上得以大量减少人员及装备的损失。

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,以VT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。

除了被用在防空火炮炮弹,VT亦有被用在对地火炮,以及装置在炸𬊤及火箭之上。当中对地炮火使用了近炸引信后,可以无需观察员指挥,炮弹自动会在地面上十至七十呎的高度爆炸。炸出的碎片及强大压力能杀伤地上无装甲保护的人员,士兵就算是在散兵坑等临时掩体内亦不能幸免。在陆军内,VT 被称为"POZIT"。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POZIT。德军以为在恶劣天气中美军炮兵无法观测,没有防备而伤亡枕藉。按事后估计,炮火的威力增加了约七倍。巴顿将军当时称,这种信管将改变战争的方法。

在二次大战后期,美军轰炸日本的炸弹亦配有近炸引信,能够在地面或海面以上预设高度准确爆炸,增强杀伤能力。

结构

Proximity fuze MK53 fuze removed from shell

二次大战中使用的VT信管,主要结构是使用弹壳为天线。信管内藏真空管无线电波发射器,通电后向外放出180至220兆的无线电。当弹体接近反射物体时,部分电波被反射。随着炮弹与目标距离减少,多普勒效应使反射电波在发射器的电流内造成200-800赫的低频讯号。这信号经过过滤及放大。当讯号强度超过一定限度时,便进行起爆。整个装置要抵受火炮射击时超过20,000倍地球重力的加速,与及每秒500转的自旋,同时还必须小得可以安放在炮弹的弹头之内。

光学感应

美国在二次大战中同时亦发展出以光学感应的近炸引信,主要用在对空火箭之上。火箭的头部为一镜头,将前方的光集中至引信内的一个光学电池。当接近目标时,电流改变超过某预设界限便会起爆。当时这种信管只能在白天有太阳光时使用。

现代不少的导弹亦使用了光学感应信管,不过现代的光学感应信管多数发出激光,当激光被反射至信管上,便可以得知与目标的距离。与无线电感应的近炸引信相比,光学感应可减少被干扰的可能。

声学感应

以声学感应的近炸引信,曾被设计用在导弹火箭之上。二次大战时德国曾发展利用安装在火箭上的拾音器,侦出飞机发动机的声音用以起爆。但是在战争结束时仍在设计阶段。

现代某些水下武器,包括鱼雷、水雷及深水炸弹等,亦会使用声学感应起爆。

磁力感应

以磁力感应起爆的近炸引信,主要用在水雷及鱼雷上。第二次大战初期,德国首次使用磁力感应的水雷,空投在英国的水道内。在此以前,水雷多为接触起爆,因此爆炸点接近船只,往往只造成破洞及入水。以磁力感应起爆的水雷通常会在船只驶过一半后,在一段距离外爆炸,爆炸的压力透过水传至船身,造成更大的破坏。后来英国捡获一枚错投在沙滩的磁力起爆水雷,检验得知其结构后,使用消磁等手法令磁力感应水雷失效。

图库

延伸阅读

  • Allard, Dean C., The Development of the Radio Proximity Fuze (PDF), Johns Hopkins APL Technical Digest, 1982, 3 (4): 358–59 [2017-08-24], (原始内容 (PDF)存档于2016-10-09)
  • Bennett, Geoffrey, The Development of the Proximity Fuze, Journal of the Royal United Service Institution, 1976, 121 (1): 57–62, ISSN 0953-3559
  • Brennan, James W., The proximity fuze. Whose brainchild?, US Naval Institute Proceedings, 1968, 94 (9): 72–78
  • Collier, Cameron D., Tiny Miracle: the Proximity Fuze, Naval History (U. S. Naval Institute), 1999, 13 (4): 43–45, ISSN 1042-1920
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part One (PDF), Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, July 1963, AMCP 706-211
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part Two, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-212
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part Three, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-213
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part Four, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-214
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part Five (PDF), Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, August 1963, AMCP 706-215

外部连接


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