近接信管

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近接信管(Proximity Fuze),亦稱近爆引信近發引信,是一種依據與目標距離而決定引爆的雷管。近接信管的技術可被應用在火炮炮彈、火箭水雷魚雷之上。第二次世界大戰期間,盟軍發明在炮彈上使用無線電感應的近接信管,大為提高防空火炮的效力;當時這種引信被稱為“VT”(VT指Variable Time,變時)。

近接信管按感應技術可分為:

  • 無線電感應
  • 光學感應
  • 聲學感應
  • 磁力感應

無線電感應[编辑]

歷史[编辑]

第一次世界大戰以後,各國已開始研究依靠距離起爆的引信。當時英國海軍因為面對越來越強的空中威脅,研究以無線電感應的近接信管來加強防空炮火的效力。在此以前,一般火炮所使用的信管主要有三類:撞擊起爆計時起爆、或高度起爆。以撞擊起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,才使用撞擊起爆。大部份的高射炮是使用計時或依高度起爆炮彈。一般高射炮炮彈爆炸有效殺傷直徑可以達數十米,因此只要炮彈在目標附近爆炸即可。使用高度或計時起爆,需要先準確計算或預測目標的高度,發射前先設定炮彈的起爆時間或高度。若果這設定有錯,炮彈就算準確對正目標,亦會因過早或過遲起爆而無效。因為命中的機會少,使用計時起爆的對空火炮必須施放大量炮彈,在目標可能經過的地方造成一個彈幕。使用近接信管,則只需將炮彈向目標方向發射;當炮彈接近目標,二者距離低於信管內的設定限度時,炮彈便會自動起爆,這樣將大為提高炮火的效力。

英國在1940年發展出與雷達原理相同的無線電感應近接信管的原型。美國參戰後,在美國科技及研究局(Office of Scientific Research and Development)之下完成這種被稱為VT信管的設計,並開始大量生產。在二次大戰期間,美國一共生產了大約二千二百萬枚VT。VT 首次被派上戰場是1943年1月5日,轻巡洋舰海倫娜(亚特兰大级,排水量6000噸,16门127MM炮)在南太平洋以配有VT 的五吋(127mm)火炮,成功擊落一架日軍轟炸機。

近接信管被視為盟軍的重要秘密武器,因此在初期一直避免在可能落入敵方手中的情況下使用,一直要到1944年,這限制才被撤銷。近接信管的使用,令美國海軍的防空火力有效度大為增加。據戰後統計,美軍艦載防空火炮的主力,127mm炮使用近接信管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四倍,即2000發。在戰爭末期防禦日本神風敢死隊攻擊的火炮,大部份都得助於近接信管。美國海軍部長佛瑞斯塔,曾稱讚近接信管的使用,令美國在太平洋戰場上得以大量減少人員及裝備的傷亡。

歐洲戰場上,近接信管是英國在1944年成功阻擋德國V-1火箭攻勢的主要原因之一。擊落V-1火箭防空火炮大部份都配備火控雷達及近接信管這兩種新發明。按戰後統計,以VT近接信管擊落一枚V-1平均需要150發炮彈,但使用常規炮彈則需要約2800發。

除了被用在防空火炮炮彈,VT亦有被用在對地火炮,以及裝置在炸燀及火箭之上。當中對地炮火使用了近接信管後,可以無需觀察員指揮,炮彈自動會在地面上十至七十呎的高度爆炸。炸出的碎片及強大壓力能殺傷地上無裝甲保護的人員,士兵就算是在散兵坑等臨時掩體內亦不能幸免。在陸軍內,VT 被稱為"POZIT"。在1944年底,德軍在突出部戰役中突襲盟軍。美軍火炮在12月8日的惡劣天氣中首次使用POZIT。德軍以為在惡劣天氣中美軍炮兵無法觀測, 沒有防備而傷亡枕藉。按事後估計,炮火的威力增加了約七倍。巴頓將軍當時稱,這種信管將改變戰爭的方法。

在二次大戰後期,美軍轟炸日本的炸彈亦配有近接信管,能夠在地面或海面以上預設高度準確爆炸,增強殺傷能力。

結構[编辑]

Proximity fuze MK53 fuze removed from shell

二次大戰中使用的VT信管,主要結構是使用彈殼為天線。信管內藏真空管無線電波發射器,通電後向外放出180至220兆的無線電。當彈體接近反射物體時,部份電波被反射。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赫的低頻訊號。這信號經過過濾及放大。當訊號強度超過一定限度時,便進行起爆。整個裝置要抵受火炮射擊時超過20,000倍地球重力的加速,與及每秒500轉的自旋,同時還必須小得可以安放在炮彈的彈頭之內。

光學感應[编辑]

美國在二次大戰中同時亦發展出以光學感應的近接信管,主要用在對空火箭之上。火箭的頭部為一鏡頭,將前方的光集中至引信內的一個光學電池。當接近目標時,電流改變超過某預設界限便會起爆。當時這種信管只能在白天有太陽光時使用。

現代不少的導彈亦使用了光學感應信管,不過現代的光學感應信管多數發出激光,當激光被反射至信管上,便可以得知與目標的距離。與無線電感應的近接信管相比,光學感應可減少被干擾的可能。

聲學感應[编辑]

以聲學感應的近接信管,曾被設計用在導彈火箭之上。二次大戰時德國曾發展利用安裝在火箭上的拾音器,偵出飛機發動機的聲音用以起爆。但是在戰爭結束時仍在設計階段。

現代某些水下武器,包括魚雷、水雷及深水炸彈等,亦會使用聲學感應起爆。

磁力感應[编辑]

以磁力感應起爆的近接信管,主要用在水雷及魚雷上。第二次大戰初期,德國首次使用磁力感應的水雷,空投在英國的水道內。在此以前,水雷多為接觸起爆,因此爆炸點接近船隻,往往只造成破洞及入水。以磁力感應起爆的水雷通常會在船隻駛過一半後,在一段距離外爆炸,爆炸的壓力透過水傳至船身,造成更大的破壞。後來英國撿獲一枚錯投在沙灘的磁力起爆水雷,檢驗後得知其結構後,使用消磁等手法令磁力感應水雷失效。

參考[编辑]