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无线电近炸引信的发明与应用（转）
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一、前言
世界上的很多跨时代的发明与发现，往往就是在临门一脚上出现了难题，被称之为"瓶颈"。人们在黑暗中摸索，往往找不到方向，需要经历很多的失败，才能突破这层"瓶颈"。
这 时侯，就需要一个指引者，在黑暗中为人们指明方向，少走弯路，稍一点拨，就能加快研制进程。例如，直升机的研制难题曾困扰了航空界30多年（1939年， 西科尔斯基），他指出直升机只要装上一个尾桨，就能解决最关键的"扭距平衡"问题。这样一来，人们研制出直升机，也就是几个月的事情。
军事历史学者认为，盟军能取得二战的胜利，在很大程度上要归功于三项关键性的军事技术----雷达、原子弹、与排名第三的无线电近炸（变时）引信。
而在历史上，从无线电近炸引信（proximity fuse）的研制时间看，也就用了两年左右时间。
二、近炸引信的由来
在二战时期，由于飞机的革命性创新，特别是单翼机极高的速度和极大的灵活性，传统高炮已经力不从心，平均需要几千发炮弹，才能打下一架飞机。这是因为，高射炮弹使用的引信只有定时引信、触发（炸）引信两种。
面对性能迅速提升的飞机，上述两种引信的对抗效能，已经大打折扣。触发引信需直接命中目标才能起爆；而定时引信需要预先装定引爆时间。但是，引爆时间装定的长短，又是以炮弹飞至目标所需时间的估算值为依据。
由 于来袭飞机的飞行高度及速度都是随机变化的，且机械时间引信还要受环境条件及高射炮弹的飞行状态的影响，所以其使用效果很不理想。例如，二战时期德国的高 射炮弹，里面是个小发条，就象钟表结构似的，需要观测员（手要稳，心要细，眼要快）事先读出目标速度，高度，方位，然后把数据告诉炮手，在高射炮弹上进行 设定，这样高射炮弹就会在一定的高度爆炸。而且，高射炮弹里面装有自毁装置，如果到了一定时间没打中目标，就自爆了。
在这种情况下，高射炮弹的命中率是可想而知。
三、近炸引信的原理
无线电近炸引信，就是根据无线电波的"多普勒效应"研制成功的。这种引信主要由振荡器、无线电收发机、选择放大器、电子开关、电雷管、电池、传爆药、自炸装置和保险机构等部件组成。
当高射炮弹飞出炮口一定距离后，引信保险装置动作，使引信处于工作状态，振荡器产生特定频率的无线电振荡信号，由无线电收发机向外发出，发出的无线电波碰到飞机被反射回来。由于高射炮弹和目标间的相对运动，反射波与发射波之间产生一个频率差，称为"差拍音频"。
"差拍音频"信号经选择放大器选择、并放大，当信号强度达到一定数值后，就可以接通电子开关，引爆电雷管，从而使炮弹在离目标较近的距离上爆炸，靠弹丸形成的破片和冲击波来毁伤目标。
近 炸引信的原理是一样的----大地和飞机都是反射体。榴弹炮的弹丸接近地面时，由于多普勒效应，引信接收到的电磁波频率要大干自己发射的电磁波频率，两者 之间有一个频率差。高频近炸引信系统的自差装置会生成一个由多普勒频率调制的信号，该信号通过带通滤波器后，低频的多普勒信号会被提取出来，再经过信号放 大、检波，输入到积分器。积分器每收到一个信号，电压就会相应增加。积分器与一个门限系统相连。当积分器输出电压超过门限值时，引信即能引爆弹丸。
榴 弹炮发射的近炸引信能在距离目标10米以上引爆炮弹，从而大大提高火炮对地面目标特别是人员的杀伤效能。计算表明，炮弹在距地面3-15米之间的高度爆炸 时，通过弹头碎片的优化分布，对地面目标的杀伤效能可增加10倍以上，也使弹药消耗大大降低，达成打击效果的时间相应缩短。
近 炸引信的作用特点----是引信不接触目标就能起爆，没有延迟时间和触发机构，完全依靠其敏感装置，来感应目标的存在、速度、距离和方向，在距目标一定的 距离时，即可起爆弹药。它的主要优点是能大幅度地提高武器系统对地面有生力量、装甲目标、和空中、水中目标的毁伤概率，提高弹药对各种目标的毁伤效果，减 少弹药的消耗量，是最适用于战场的引信。
四、近炸引信的研制
在二战时期，美英等国首先意识到，特别是在海洋环境下，军舰要想抵挡住飞机的凌厉攻势，没有反应更灵敏的新式引信，是根本不可能的。1939年，英国人率先开始研制"近炸引信"（proximity fuse）。
1940 年初，美国约翰.霍普金斯大学应用物理实验室的图文博士接手此项工作。英美研究人员此时对近炸引信的设计原理已基本达成一致意见：其核心部件是装在引信中 的微型无线电收发机，该设备接收目标信号回波达到一定频率时（即离目标距离最近时），内置电路即自行点火引爆炮弹。
1941 年10月底，著名的美国克莱斯勒公司意外地接到了美军弹药署一份标有"顶级优先"和"绝密"字样的合同。公司副总裁克莱蒙特认为，美国克莱斯勒公司被选中 完成此项绝密任务主要是因为它有大批生产电子元器件的经验。一个月后，美国海军又紧急要求首先提供500枚变时引信，交货时间限在12月。从此后发生的" 珍珠港事件"看，这真是一件及时的发明。
1942年9月起，美国克莱斯勒公司开始大批量生产变时引信，日产量高达1.6万枚。
美国军舰上的高射炮发射的装有无线电近炸引信的炮弹，可以在距离敌机约20米处爆炸，这样就大大加强了毁伤强度和毁伤效率。
五、马里亚纳群岛海战
历史上，马里亚纳群岛海战中，美国军舰发射的近炸引信高射炮弹发挥得“淋漓尽致”，打得日本飞机"象树叶一样成片地往下掉"，由此以"马里亚纳打火鸡"的经典战绩，闻名于世。
此次马里亚纳群岛海战，美舰仅被日机炸伤5艘，无一沉没。日军则损失230架飞机，与395位飞行员。在日军"神风"自杀式攻击最疯狂的时期，美国军舰使用近炸引信的127毫米舰炮（盟国海军主战高射炮）击落一架敌机仅需310发炮弹。
根据军事历史学家拉尔夫鲍迪温在《死亡引信：二战秘密武器》中的统计，美军防空炮火击落的敌机中，由近炸引信炮弹击落的是普通引信炮弹击落的6倍。美国海军部长詹姆斯.V.福莱斯特不无得意地说："近炸引信帮助我们一路杀向日本。"
英国首相丘吉尔则评论说："这些美国制造的所谓近炸引信在对付1944年德国人的V-1飞弹中，表现极为出色。"
不过，由于二战时期没有晶体管，也没有集成电路，仅仅靠电子管研制成功的无线电近炸引信，已属奇迹！所以一直没有解决小型化的问题。近炸引信的炮弹仅能在4英寸（100毫米）以上的中、大口径火炮上使用，除舰炮外，还包括105毫米、155毫米的榴弹炮。
六、近炸引信的使用
美 军在"阿登战役"中首次在陆战中使用近炸引信，当时，这种引信在美国陆军中被称为"Pozit"，属于美国"高度机密"，但已经普遍装备了美军野战炮兵 营，其杀伤效果之恐怖曾令德军丧魂落魄。一旦在开阔地面、或者河面的上空使用近炸引信，往往能将正在冲锋、或者渡河的地面部队大量杀伤，在"阿登战役"中 有数以千计的德军被这类炮弹炸死。
例如，美军第196野战炮兵营在战斗中使用了无线电近炸引信，大量杀伤了德军。该营又用无线电指挥第30步兵师的4个炮兵营向德军轰击，德军第150装甲旅（旅长就是德军特种作战专家斯科尔策尼）的步兵在前所未见的美军空爆弹的轰击下，狼狈地逃离战场。
除了德军第150装甲旅受到了"这种待遇"、一次炮击就被击毙上百人之外，中路和南路都有德军尝到了滋味。南路的德军在涉水渡过绍尔河时更是被空爆弹（近炸引信炮弹）炸惨了。
美军著名的巴顿将军不无诙谐地说："这种有趣的小引信简直可以说为我们赢得了"突出部战役"（即阿登战役）。我觉得，哪天我们所有的部队都有了这种炮弹，那我们就不得不重新考虑打仗的方法了。"
另外，在朝鲜战争中，著名的"砥平里"战斗期间，美军通过侦察发现了原州地域运动着的志愿军约一个师的部队，美军通过野战炮兵群使用近炸引信炮弹（空爆弹），对这支志愿军部队进行覆盖射击，使该部遭到重创，史称"原州爆击"（注：这一史料尚未得到中国史学界相关资料的印证）。
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网上说的“原州炮击”，好象是第二次战役的招不灵了。
2月14日上午，在原州以北，大批中国军队正如洪水一般朝360团打开的突破口一带挺进着。这些中国军队包括42军124师和125师373、374团、 40军120师358团和118师355团。这批人数超过两个师的中国军队沿原州西北面的蟾江（一条南北向河流，在原州以西约10公里的地方）江水南下， 朝美9团1营的阵地和中国360团打开的突破口挺进。如此大规模的中国军队之所以敢在白昼放胆向原州行军，应该是因为在横城缴获了南朝鲜第8师的对空联络设备和无线电，自以为能够以此骗过联合国军的飞机。然而，一场大屠杀还是发生了。
第 1 发是白磷指示弹，校正飞机修正了距离和方位后，所有的榴炮开始集中火力射击。弹药中有可变时引信（VT-fused, variable time fused）炮弹，这种炮弹在距地面65 英尺处高度爆炸，对开阔地上的军队杀伤力很大。美 2 师朝鲜战争史是这样描述的，“雷鸣般吼叫的弹幕越过群山，成吨的弹片倾泻在行军队伍中，飞行员报告说河水被鲜血染红，没有见过一支军队在千万颗炮弹下遭受 如此浩劫，但他们仍然前进，齐步走入死亡之雨，而不顾周围的屠杀”。
注：可能是要迷惑美军，他们在炮火底下照样走。
世界上的很多跨时代的发明与发现，往往就是在临门一脚上出现了难题，被称之为"瓶颈"。人们在黑暗中摸索，往往找不到方向，需要经历很多的失败，才能突破这层"瓶颈"。
这 时侯，就需要一个指引者，在黑暗中为人们指明方向，少走弯路，稍一点拨，就能加快研制进程。例如，直升机的研制难题曾困扰了航空界30多年（1939年， 西科尔斯基），他指出直升机只要装上一个尾桨，就能解决最关键的"扭距平衡"问题。这样一来，人们研制出直升机，也就是几个月的事情。
军事历史学者认为，盟军能取得二战的胜利，在很大程度上要归功于三项关键性的军事技术----雷达、原子弹、与排名第三的无线电近炸（变时）引信。
而在历史上，从无线电近炸引信（proximity fuse）的研制时间看，也就用了两年左右时间。
二、近炸引信的由来
在二战时期，由于飞机的革命性创新，特别是单翼机极高的速度和极大的灵活性，传统高炮已经力不从心，平均需要几千发炮弹，才能打下一架飞机。这是因为，高射炮弹使用的引信只有定时引信、触发（炸）引信两种。
面对性能迅速提升的飞机，上述两种引信的对抗效能，已经大打折扣。触发引信需直接命中目标才能起爆；而定时引信需要预先装定引爆时间。但是，引爆时间装定的长短，又是以炮弹飞至目标所需时间的估算值为依据。
由 于来袭飞机的飞行高度及速度都是随机变化的，且机械时间引信还要受环境条件及高射炮弹的飞行状态的影响，所以其使用效果很不理想。例如，二战时期德国的高 射炮弹，里面是个小发条，就象钟表结构似的，需要观测员（手要稳，心要细，眼要快）事先读出目标速度，高度，方位，然后把数据告诉炮手，在高射炮弹上进行 设定，这样高射炮弹就会在一定的高度爆炸。而且，高射炮弹里面装有自毁装置，如果到了一定时间没打中目标，就自爆了。
在这种情况下，高射炮弹的命中率是可想而知。
三、近炸引信的原理
无线电近炸引信，就是根据无线电波的"多普勒效应"研制成功的。这种引信主要由振荡器、无线电收发机、选择放大器、电子开关、电雷管、电池、传爆药、自炸装置和保险机构等部件组成。
当高射炮弹飞出炮口一定距离后，引信保险装置动作，使引信处于工作状态，振荡器产生特定频率的无线电振荡信号，由无线电收发机向外发出，发出的无线电波碰到飞机被反射回来。由于高射炮弹和目标间的相对运动，反射波与发射波之间产生一个频率差，称为"差拍音频"。
"差拍音频"信号经选择放大器选择、并放大，当信号强度达到一定数值后，就可以接通电子开关，引爆电雷管，从而使炮弹在离目标较近的距离上爆炸，靠弹丸形成的破片和冲击波来毁伤目标。
近 炸引信的原理是一样的----大地和飞机都是反射体。榴弹炮的弹丸接近地面时，由于多普勒效应，引信接收到的电磁波频率要大干自己发射的电磁波频率，两者 之间有一个频率差。高频近炸引信系统的自差装置会生成一个由多普勒频率调制的信号，该信号通过带通滤波器后，低频的多普勒信号会被提取出来，再经过信号放 大、检波，输入到积分器。积分器每收到一个信号，电压就会相应增加。积分器与一个门限系统相连。当积分器输出电压超过门限值时，引信即能引爆弹丸。
榴 弹炮发射的近炸引信能在距离目标10米以上引爆炮弹，从而大大提高火炮对地面目标特别是人员的杀伤效能。计算表明，炮弹在距地面3-15米之间的高度爆炸 时，通过弹头碎片的优化分布，对地面目标的杀伤效能可增加10倍以上，也使弹药消耗大大降低，达成打击效果的时间相应缩短。
近 炸引信的作用特点----是引信不接触目标就能起爆，没有延迟时间和触发机构，完全依靠其敏感装置，来感应目标的存在、速度、距离和方向，在距目标一定的 距离时，即可起爆弹药。它的主要优点是能大幅度地提高武器系统对地面有生力量、装甲目标、和空中、水中目标的毁伤概率，提高弹药对各种目标的毁伤效果，减 少弹药的消耗量，是最适用于战场的引信。
四、近炸引信的研制
在二战时期，美英等国首先意识到，特别是在海洋环境下，军舰要想抵挡住飞机的凌厉攻势，没有反应更灵敏的新式引信，是根本不可能的。1939年，英国人率先开始研制"近炸引信"（proximity fuse）。
1940 年初，美国约翰.霍普金斯大学应用物理实验室的图文博士接手此项工作。英美研究人员此时对近炸引信的设计原理已基本达成一致意见：其核心部件是装在引信中 的微型无线电收发机，该设备接收目标信号回波达到一定频率时（即离目标距离最近时），内置电路即自行点火引爆炮弹。
1941 年10月底，著名的美国克莱斯勒公司意外地接到了美军弹药署一份标有"顶级优先"和"绝密"字样的合同。公司副总裁克莱蒙特认为，美国克莱斯勒公司被选中 完成此项绝密任务主要是因为它有大批生产电子元器件的经验。一个月后，美国海军又紧急要求首先提供500枚变时引信，交货时间限在12月。从此后发生的" 珍珠港事件"看，这真是一件及时的发明。
1942年9月起，美国克莱斯勒公司开始大批量生产变时引信，日产量高达1.6万枚。
美国军舰上的高射炮发射的装有无线电近炸引信的炮弹，可以在距离敌机约20米处爆炸，这样就大大加强了毁伤强度和毁伤效率。
五、马里亚纳群岛海战
历史上，马里亚纳群岛海战中，美国军舰发射的近炸引信高射炮弹发挥得“淋漓尽致”，打得日本飞机"象树叶一样成片地往下掉"，由此以"马里亚纳打火鸡"的经典战绩，闻名于世。
此次马里亚纳群岛海战，美舰仅被日机炸伤5艘，无一沉没。日军则损失230架飞机，与395位飞行员。在日军"神风"自杀式攻击最疯狂的时期，美国军舰使用近炸引信的127毫米舰炮（盟国海军主战高射炮）击落一架敌机仅需310发炮弹。
根据军事历史学家拉尔夫鲍迪温在《死亡引信：二战秘密武器》中的统计，美军防空炮火击落的敌机中，由近炸引信炮弹击落的是普通引信炮弹击落的6倍。美国海军部长詹姆斯.V.福莱斯特不无得意地说："近炸引信帮助我们一路杀向日本。"
英国首相丘吉尔则评论说："这些美国制造的所谓近炸引信在对付1944年德国人的V-1飞弹中，表现极为出色。"
不过，由于二战时期没有晶体管，也没有集成电路，仅仅靠电子管研制成功的无线电近炸引信，已属奇迹！所以一直没有解决小型化的问题。近炸引信的炮弹仅能在4英寸（100毫米）以上的中、大口径火炮上使用，除舰炮外，还包括105毫米、155毫米的榴弹炮。
六、近炸引信的使用
美 军在"阿登战役"中首次在陆战中使用近炸引信，当时，这种引信在美国陆军中被称为"Pozit"，属于美国"高度机密"，但已经普遍装备了美军野战炮兵 营，其杀伤效果之恐怖曾令德军丧魂落魄。一旦在开阔地面、或者河面的上空使用近炸引信，往往能将正在冲锋、或者渡河的地面部队大量杀伤，在"阿登战役"中 有数以千计的德军被这类炮弹炸死。
例如，美军第196野战炮兵营在战斗中使用了无线电近炸引信，大量杀伤了德军。该营又用无线电指挥第30步兵师的4个炮兵营向德军轰击，德军第150装甲旅（旅长就是德军特种作战专家斯科尔策尼）的步兵在前所未见的美军空爆弹的轰击下，狼狈地逃离战场。
除了德军第150装甲旅受到了"这种待遇"、一次炮击就被击毙上百人之外，中路和南路都有德军尝到了滋味。南路的德军在涉水渡过绍尔河时更是被空爆弹（近炸引信炮弹）炸惨了。
美军著名的巴顿将军不无诙谐地说："这种有趣的小引信简直可以说为我们赢得了"突出部战役"（即阿登战役）。我觉得，哪天我们所有的部队都有了这种炮弹，那我们就不得不重新考虑打仗的方法了。"
另外，在朝鲜战争中，著名的"砥平里"战斗期间，美军通过侦察发现了原州地域运动着的志愿军约一个师的部队，美军通过野战炮兵群使用近炸引信炮弹（空爆弹），对这支志愿军部队进行覆盖射击，使该部遭到重创，史称"原州爆击"（注：这一史料尚未得到中国史学界相关资料的印证）。
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网上说的“原州炮击”，好象是第二次战役的招不灵了。
2月14日上午，在原州以北，大批中国军队正如洪水一般朝360团打开的突破口一带挺进着。这些中国军队包括42军124师和125师373、374团、 40军120师358团和118师355团。这批人数超过两个师的中国军队沿原州西北面的蟾江（一条南北向河流，在原州以西约10公里的地方）江水南下， 朝美9团1营的阵地和中国360团打开的突破口挺进。如此大规模的中国军队之所以敢在白昼放胆向原州行军，应该是因为在横城缴获了南朝鲜第8师的对空联络设备和无线电，自以为能够以此骗过联合国军的飞机。然而，一场大屠杀还是发生了。
第 1 发是白磷指示弹，校正飞机修正了距离和方位后，所有的榴炮开始集中火力射击。弹药中有可变时引信（VT-fused, variable time fused）炮弹，这种炮弹在距地面65 英尺处高度爆炸，对开阔地上的军队杀伤力很大。美 2 师朝鲜战争史是这样描述的，“雷鸣般吼叫的弹幕越过群山，成吨的弹片倾泻在行军队伍中，飞行员报告说河水被鲜血染红，没有见过一支军队在千万颗炮弹下遭受 如此浩劫，但他们仍然前进，齐步走入死亡之雨，而不顾周围的屠杀”。
注：可能是要迷惑美军，他们在炮火底下照样走。
