01 太平洋战争三大杀器

二战期间美日在太平洋地区展开了史无前例的海上对决,战后有人总结说,决定太平洋战争的三大武器是雷达、VT信管和原子弹。

原子弹的威名不用多说,两颗落在日本的炸弹成了霓虹人民心中永远的痛;雷达是现代战争中最常用的侦查工具,无人不知无人不晓,甚至很多商品都使用“雷达”作为商标名。这俩武器的知名度早就超出了军事范围。

核电磁脉冲武器的研制历史(VT信管-比原子弹作用更大的小发明)(1)

原子弹的威力大家都有耳闻

VT信管是什么东西,凭什么与原子弹和雷达并列?

其实,至少在太平洋战场,VT信管比原子弹作用大多了,有了它,美国的航母舰队才不惧日本那些性能优良的飞机。

就像海军部长詹姆斯福莱斯特所说:“如果没有这种装置,美军绝无可能如此迅速向日本本土挺近,而且还要付出不可接受的代价。”

02 VT信管是干什么的

美日太平洋战争是史上最大规模的海上战争,也是第一次主兵器在可视范围以外的对决,除了前几次战役中还有战列舰的互轰以外,到了战争后半段,美国和日本都绝对依靠航母舰载机进行对敌打击。

因此,决定海上战争胜利的两大因素:1)舰载机的进攻质量,包括飞机本身的航程速度机动能力、炸弹鱼雷的威力、投放准度等;2)航空母舰的存活能力,航母是很脆弱的目标,个头大,行动慢,如果被击沉,舰载机只能坠海,而且航母建造昂贵,周期长,它能否存活是决定海上战争成败的决定性因素。

航母的主要威胁来自天上,也就是敌方的轰炸飞机。为了保护航母,空优战斗机和防空炮是主要的武器。

二战中美国的空优比日本零式弱得多,于是防空炮在美国战斗序列中排位非常靠前。

VT信管,就是将防空炮威力大幅提升的最重要发明。Variable Time Fuse,字面意思是“可变时引信”,也有人称“近接印信”(Proximate Fuse)。

在这里先介绍“引信”是什么。炮弹里面的炸药一般来说很稳定,比如C4,稳定性极高,锤子敲击不会爆炸,枪弹射击也不会爆炸,还能像面团一样捏成各种形状。

没有引信,炮弹是不会爆炸的。一般的引信是接触式,即碰到目标后才起爆。但在防空战役中,飞机高度高、速度快,高射炮要直接命中几率非常小。

美国人一开始使用非常密集的防空火力网保护航母,试图通过增加打击密度提高飞机损毁率。这样做有效果,但一来非常浪费炮弹,即使是美国这么财大气粗也无法支持;二来如果炮弹没有命中飞机,就会掉到别的船上,那可就危险了,说不准飞机没打下来,自己的船反而被干掉了。

VT信管就是用来解决这些问题的。VT信管将弹壳作为天线,信管内藏真空管无线电波发射器,通电后向外放出180至220兆赫的无线电。

核电磁脉冲武器的研制历史(VT信管-比原子弹作用更大的小发明)(2)

VT信管

当弹体接近反射物体时,部份电波被反射。随着目标与炮弹距离的接近,多普勒效应使反射电波在发射器内造成200-800赫的低频讯号。这种信号经过过滤及放大,超过一定限度时,便进行起爆。

这样处理可以大幅度提高炮弹的打击精度,虽然目标可能有一段距离,但弹片和冲击波能对飞机造成大量损伤。

战后统计,美军舰载防空127mm火炮,使用VT信管时击落每架敌机平均需要500发炮弹;而常规炮弹则需要2000发。也就是说,命中率高了4倍。

03 工业化充分释放战争潜力

二战期间还没有信息工业和互联网的爆发,所以能够想起用无线电方式引爆炸弹真是体现了美国人别具一格的想象力。

更可怕的是,美国人使用工业流水线将VT信管进行大规模生产。

跟现在吹嘘的“工匠精神”不同,武器这种东西,量比质更加重要(原子弹这种大杀器除外)。能够大规模制造的武器,哪怕性能稍低,也比只能少量生产高性能武器有效的多。

核电磁脉冲武器的研制历史(VT信管-比原子弹作用更大的小发明)(3)

不知道罗永浩老师能否在他的“工匠精神”中加点现代工业思维

虽然规模化生产的东西表面看起来是Low了点,但是因为集成化、机械化程度高,即使男性被抓壮丁,留下的老婆和女儿也同样能“粗制滥造”出大量相同规格的产品出来。

更何况美国还严格控制了质量,大规模生产下的VT信管不良率竟然只有5%不到!什么叫工业大国?这就叫工业大国。

大战中总共生产了2200万只VT信管,日本大量的舰载机在对航母作战中被击落,战争后期日本虽然还有很多舰船,但飞机数量严重不足,这些船在美国舰载机攻击下就是靶子。

值得一提的是VT信管这个杀人武器的开发地,是以医学出名的约翰霍普金斯大学。

核电磁脉冲武器的研制历史(VT信管-比原子弹作用更大的小发明)(4)

约翰霍普金斯大学,美国著名的私立高校

为了开发VT信管,美国集中几百名无线电、材料、机械等学科的专家学者,还为此专门成立了约翰霍普金斯大学应用物理研究所(Applied Physics Laboratory, APL)。

在APL的展览室里,VT信管占据了一个很显眼的位置,旁边写着:“APL是为了开发VT信管,于1942年3月10创立”。 直到现在,APL都是美国应用物理的顶级研究所。

“科学技术是第一生产力”,真是至理名言。

04 美式思维的创新性

二战是人类历史上变革最为剧烈的年代,很多东西都在快速发生改变,比如战争思维。

一直以来大家信奉的是“进攻是最好的防守”,这种思维以德国和日本最为看重。我们经常看到日本人为了进攻某个目标,集体万岁冲锋,或者不惜代价,几万人玉碎,这种不顾伤亡强行进攻的思维很快耗尽了日本国力。

美国一开始也是这种思维,一战中美国的新兵蛋子强行向战壕冲锋,在德国机枪下损失惨重,引起国内强烈不满,这也是二战中美国迟迟不肯参战的重要原因。

珍珠港事件后美国不得不宣战,给民众做出的最大承诺就是优先保证己方安全,然后才是攻击。

因此美国人优先将防御性武器的开发提到至关重要的位置,VT信管是一个典型例子,雷达是另一个例子。

有了雷达,美国舰队就可以在几百里以外监测到来袭机群,为战斗和防护准备预留充足时间;当飞机飞临航母,装备VT信管的高射炮又能最大程度打掉来犯飞机,保护己方航母的安全。

除了战争思维,美国人在开发武器方面的创新思维也令人拍案叫绝。

VT信管发射无线电用的是真空管,真空管易碎,害怕炮弹出膛时的震动和旋转。美国人采用很简单的思路,比如特殊的塑料和弹簧等减震,成功让真空管经受住了震动和旋转。

同时美国人还利用炮弹的震动和旋转作为VT信管的启动开关。VT信管的内置电池中有两种燃料,通过玻璃管分开放置,当炮弹震动时,玻璃管破碎,化学药剂混合引起化学反应。

当炮弹旋转时,电池里面的混合溶液被离心力甩到边上,电路连通,VT信管开始工作。就这样,两个不利因素竟然成了VT信管工作必不可少的条件。

,