电影《二战》中美军轰炸机经常被高炮击中,那时候的高炮炮弹是如何做到在飞机附近爆炸的呢?

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>五式150mm高射炮日本五式150mm高射炮是旧日本陆军在二战末期制造的高射炮,其口径与德国当时生产的另一种高射炮同为各国所制造中最大的一款。使用情况

问:电影《二战》中美军轰炸机经常被高炮击中,那时候的高炮炮弹是如何做到在飞机附近爆炸的呢?

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此炮发射的弹丸重量之大初速之高难以置信,用于攻击高空的B29有特效,但战争结束前仅制造了2门,全部部署在东京外围一处高射炮阵地上,战争期间一共只发射了几十发炮弹,绝大部分是用于靶场试验,只有1发炮弹是对敌开火,1弹击伤9800米高度飞行的B29轰炸机3架。

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据“简氏防务”报道,阿联酋国际黄金集团与斯洛文尼亚Valhalla
Turrets公司联合研制的“沙漠蜘蛛”远程控制作战系统已经公开。据介绍,这种武器主要用于为固定目标提供地面和空中防御。战斗全重5吨,配备四个液压支架,主要武器为苏联S-60型57mm高射炮。该炮使用BR-281和OR-281,备弹92发。有效射程6000米,战斗射速120发/分。

但这种高炮是炮垒安置,无法机动,美军B29机群自从挨了那1弹后,就再没有经过部署5式150mm高射炮的区域轰炸东京,因此5式150mm高射炮并没有起到防卫东京不被B29轰炸的作用,根本原因是数量太少,不能环绕东京部署,否则B29根本无法对东京地区进行轰炸。

这个问题很有意思。高炮跟其他的炮不一样,炮弹基本上是很难直接命中飞机的,它的炮弹到达空中后的飞机附近后,不需要撞击触发就会自行爆炸,靠飞散的弹片去攻击飞机。那么这个炮弹是怎么做到自动在空中爆炸的呢?它是如何做到达到飞机附近才爆炸的呢?

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最初的高炮炮弹内有一个延时引信,可以设定时间,炮兵们会先用望远镜观察飞机的高度距离等,然后测算一下炮弹飞到飞机附近需要用的时间,然后就在引信上手动设置时间,接下来就是把炮弹打出去。炮弹飞出去后,引信就开始倒计时,时间一到就会立刻引爆炮弹。

整体外壳采用装甲钢制造,具备STANAG 4569
3级防护水平。配备24伏内置电源,可以持续14天保持战斗状态,同时可以连接外部电源。“沙漠蜘蛛”配备双模式火控系统,配备360°周视镜,炮塔顶部配备白光、电视、热成像和激光测距仪转塔。所有控制可以在远距离遥控完成,另外还有一个小型雷达装在周视镜上方,用来探测10~20千米以内的地面和空中目标。

最早的高炮延时引信叫做药盘时间引信,它的结构很简单,里面是一个类似蚊香的火药盘,炮弹击发后火药盘就会被点燃,烧到头了以后炮弹就会爆炸,就好像炮仗的捻子一样。但是它上面有一个刻度盘,可以调节从火药盘从哪个位置点燃,这样一来它烧到头的时间就可以控制了,炮弹爆炸的时间就是靠这个调节的。

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但是这个引信有一个弊端,那就是炮弹飞上高空后,受到气压等因素的影响,它的精度并不准确,有时候受潮后甚至会熄灭。

S-60型57mm高射炮是1944年苏联中央炮兵设计局开始研制的中口径高射炮,主要用于射击中空目标。1950年开始装备苏军,上世纪70年代末全部撤装。中国在S-60的基础上仿制了59式57mm高射炮,大量装备并有部分援助其它国家。

澳门新葡萄京手机版,后来就出现了一种新型的延时引信,取代了落后的炮捻子,那就是闹钟!你没看错,就是闹钟。这种钟表引信长下图这样,其实就跟普通的机械钟表结构差不多。

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里面有很多齿轮,外面还有一个扳手可以调节时间。炮弹设计的时候也是同样的操作,炮兵们计算高度时间,然后赶紧在炮弹上设置好,然后轰!走你!炮弹里的闹钟滴答滴答,三二一倒计时。

该炮采用4发弹夹供弹,全自动模式射击,火力非常强。加之弹道低伸平直,很适合射击空中和地面目标。

这种引信虽然稳定性好了很多,但弊端依然存在,那就是只能控制爆炸时间,很多时候敌方飞机并不配合你。你计算的是5秒,但是5秒后人家并没有飞过来,人家速度慢了一下或者快一下,有时候炮弹都到了飞机附近了没爆炸,但是等人家飞走了以后才爆炸,这种情况很常见。

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所以后来就出现了一种新型的引信,它能够侦测到炮弹附近有没有其他物体,如果附近有人那就不用等倒计时而是立刻爆炸,这是怎么做到的呢?

S-60的原型其实是德国克虏伯研制的Gerat
58型55mm高射炮,该炮曾被德军寄予厚望,打算用其取代37mm和88mm高射炮。

这种引信会发射无线电波,然后通过无线电波来判断附近是否有其他物体,就类似于蝙蝠一样。电波发射出去,会一直向四周扩散,如果遇到物体的阻隔,那么引信上就能够得到相应的信息,并且判断出距离,计算是否在杀伤距离内,然后执行爆炸指令。

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这就是高炮炮弹的爆炸原理,你看明白了吗。别忘了关注点赞!

因为当时的高射炮炮弹,装有计时引信或者高度引信,所以可以做到在飞机附近爆炸(引爆弹体内的装药)。

触发引信

第二次世界大战期间的高射炮,其炮弹使用的引信,主要有以下三种类型,分别为触发引信、计时引信和高度引信。

触发引信是一种撞击到目标才会起爆的引信。对于空中的战斗机来说,它们的体积较小,移动速度较快,所以要想击中它们,是一件非常困难的事。所以大多数触发引信,都是给口径较小的高射炮使用(口径为20毫米、40毫米)。因为这种高射炮,射速较快,但射程并不远,所以只有在对付低空目标时才会使用。

而电影里看到的那种场景,则是大口径高射炮对空射击的场景。大口径高射炮发射的炮弹,一般装的都是计时引信或者是高度引信。因为大口径高射炮炮弹,有效杀伤半径可达数十米,所以说只要在目标附近爆炸,爆炸产生的破片,就可以对敌方的轰炸机产生严重的伤害。

时间引信

使用计时引信或者是高度引信,目的就是为了让炮弹在目标附近爆炸。

使用高度引信,需要在发射前,准确计算或预测目标的高度,然后进行设定。如果这个设定有错,炮弹就算准确对正目标,也会因过早或过迟起爆而无法发挥作用。

使用计时引信,同样需要在发射前准确计算炮弹在发射后到目标附近需要的时间,然后发射大量的炮弹,在目标可能经过的地方造成一个弹幕。

后来,英国人为了提高近炸引信的使用效率,开始研制以无线电感应的近炸引信。1940年,他们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,完善了英国人的这种引信,并开始大量生产。

无线电感应的近炸引信,使用起来要比高度引信或者是计时引信更加简单。它在发射时,不需要准确计算目标的高度及炮弹飞行的时间,只需要对着目标方位发射炮弹即可。当炮弹与敌方飞机之间的距离低于引信内的设定限度时,炮弹便会起爆,这样就大大提高炮弹的使用效率。

近炸引信

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,127毫米高平两用炮,在使用无线电感应近炸引信时,发射500发炮弹就可以击落一架敌机。而使用常规炮弹时,要发射2000发才能击落一架敌机。

早在1870年普法战争时期,普鲁士军队就用“气球”炮打高空气球。从此高射炮跟飞行器成了冤家,纠缠百年。

二战时期,轰炸机是效率最高的武器之一,炸的纳粹和鬼子苦不堪言。所以机群所到之处,总有成群的高炮列队欢迎。一朵朵“死亡之花”在身边绽放,被它吻过的飞机遍体鳞伤。

飞机移动速度快,击中它很不容易。要想在飞机附近爆炸,除了高超射击技术,还需要引信帮忙。大口径高炮通常用时间引信,小口径高炮用触发引信。

早期的时间引信是药盘引信。引信中有火药盘,转动刻度选择药盘燃烧起点,进而控制起爆时间。这种引信在陆炮上很好用,空爆杀伤士兵效果不错。

在高射炮上效果不好。炮弹要飞到五、六千米高空,那里气压低、温度湿度变化大,火药燃烧不稳定,导致爆炸过早过晚或不炸。

所以1916年,德国克虏伯公司研制了钟表时间引信。采用机械计时装置,和机械手表中的机芯差不多。调整刻度设定时间,时间到了释放击针,引爆炸弹。

钟表时间引信

比如德国Flak
40型128毫米高射炮弹,可在1.5~29.5秒之间设定时间。炮手将弹头插入引信测合机,便可以自动设定,提高了速度和准确性。

轰炸机群来袭时,远程防空预警。高炮群用大型光学瞄准镜搜寻目标,测定斜距、方向、速度和高度。射击指挥仪计算诸元,通过电缆或口令传到炮阵地。

高射炮装定诸元,设定引信,对着敌机航路上的某一点齐射。这个点包含提前量,炮弹飞到时正好与飞机相遇。然后漫天弹幕,等着飞机自投罗网。

要说这轰炸机也够倒霉的,换个航线不行吗,偌大的天空哪儿不能飞?拉到万米高空,在高射炮射程之外投弹,你能耐我何?

在二战时代,这个真不行。目标是固定的,炸弹滑翔距离是有限的,瞄准镜精度是粗略的,拦截飞机是凶狠的。轰炸机不像战斗机那样灵活,只能靠编队保护,在领航飞机带领下沿预定航线飞行。

一旦脱离编队,单架轰炸机很快就成为拦截机的盘中餐。另外,在二战原始导航下,没有领航飞机很容易迷航,结局一样悲惨。所以很多时候,轰炸机群不得不硬闯防空阵地,顶着漫天弹幕轰炸目标。

好容易闯过中远程火网,还要面对小口径高炮拦截。小口径高炮通常是触发引信,击中目标后爆炸。

不用时间引信是因为弹丸体积小、破片少,弹幕威力不够。再加上距离近、高度低,飞行时间短,命中概率高,触发引信效果更好。

这边轰炸机为了提高效果,接近目标时还要降低高度、速度,减少机动,给投弹手一个稳定投弹环境。很多飞机进入低空,基本就不考虑返航的事儿了。

好在轰炸机够结实,大口径高射炮效率也不高。受技术限制,大口径炮弹的炸点一般离飞机较远,平均要2000多发炮弹才能击落一架。

直到1943年,美国研制出新型VT近炸引信,改变了这一切。

VT引信原理原本是英国人最早研究近炸引信,二战早期就发明了Pistol710光学近炸引信,但效果不好。二战时英美技术共享。于是美国接手,经数千次实验后搞出了VT近炸引信。成为与雷达、原子弹并列的最高机密之一。

它的原理是真空管收发电磁波,通过多普勒频移效应判断距离。目标越近频移越强,强到一定程度,接通电路引爆弹丸。

真空管

这种原理现在看起来很简单,日常生活中经常见到。比如自动门,就基于多普勒频移原理,和VT引信一样。只不过自动门用微波感应人体,VT引信用电磁波。

1943年1月5日,美国“海伦娜”号巡洋舰127毫米高炮用VT引信炮弹击落日军轰炸机,从此一发不可收拾。

VT引信无需设定时间,朝飞机航线前方开火就行。什么时候爆炸,炮弹自己决定,效率大大提高,平均弹药消耗从2000多发迅速降低到500发。对付德国V-1飞弹也不错。

这技术德国、日本都没有,所以鬼子舰队防空很差。什么“大和”战列舰、“加贺”小航母都在飞机轰炸下覆灭了,也没能阻止蘑菇云在脑袋上开花。

综上,在优秀射击指挥系统和各种引信合力下,高射炮将一朵朵“死亡之花”送到飞机身旁,上演了一场又一场防空大战。

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纸上的宣仔,为您解答。

二战时期的高射炮按引信的工作方式可以分为触发引信(Impact
Fuze)时间引信(Time Fuze)和近炸引信(Proximity Fuze 或VT
Fuze),能够做到在飞机附近爆炸的只有时间引信和近炸引信了。前者是通过一个机械式的表盘,在发射前手工进定时来设置炸高,能不能在飞机附近爆炸全靠观瞄精度和人工计算;后者则是一种利用无线电信号放大的近炸引信,只要回波信号达到阈值便可自行引爆,这种方式大大增加了命中概率。不过近炸引信是美国人发明的,所以美国人的轰炸机只能是被装了时间引信的高炮命中了。

但是,该炮的研制工作一直不顺利,二战结束时也没制作出多少。

时间引信

下图是一种典型的时间引信。内部有一个类似机械钟表的表盘,以发条的弹性势能为动力。在引信外面有一圈刻度,代表了延时的长短,发射前,炮组人员需要对敌机群进行观测测定高度,然后算出对应的延时时间。在发射前需要一种特制的扳手,将引信调整至对应的刻度上。实际具体结构很复杂,也不在此细说了,总之,当时间表盘走到预先设定好的时间时,撞针恰好在弹簧作用下松发,击中底火。

机械式的时间引信原理

二战日本91式时间引信

用来设置定时时间的扳手

除机械时钟式的时间引信外,还有利用惯性产生离心力的时间引信,以及火药盘式的,都可以实现同样效果。不过应用最广的还是这种机械定时的,因为精度最高。

德国Flak.36
88mm防空炮的的三种引信,分别为机械时钟式的时间引信,触发引信(需要直接命中),惯性时间引信

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近炸引信

近炸引信或也叫VT引信(VT是variable
time的缩写,即时间可变),是一个了不起的发明,是英国40年代根据雷达的原理开发出的原型,后来又由美国进行了改进,这就是Mk53引信,主要用在127mm高射炮上。装了近炸引信的炮弹在发射后,保险装置解除,引信开始通电,真空管做成射频电路向外发出180-220MHZ的电磁波。在迫近空中目标时,电磁波会反射回来,并且由于多普勒效应,会产生数百赫兹的频移。这时候炮弹壳本身就构成了一个天线接收反射回来的电磁波,并且经过滤波器和放大器,进行滤波放大处理。当放大后的电流达到了阈值(代表与目标距离进入了有效杀伤范围)时,就可以完成击发起爆。

MK53引信

MK53分解

这种引信的杀伤效能非常高。在二战期间,装备了Mk53引信的127mm防空炮平均每500发即可击落一架敌机,而装备时间引信的88mm防空炮每2000发才能击落一架,差距非常明显。1944年期间,英国人也利用VT引信有效的拦截了德国V1巡航导弹的袭击。

不过这种引信受当时电子器件水平的限制,当时美军只能把它装到127mm防空炮上,更小口径的博福斯40mm防空炮和28mm防空炮是没法使用的,否则,美方的舰队在和日本联合舰队的作战过程中,损失还会更小。

在二战之后,随着技术的进步,不论是时间引信还是近炸引信都得到了进一步发展。比如现在的厄利孔35mm防空炮,博福斯40mm机炮,美国的MK44
大毒蛇II
30mm机关炮,以及各国海军普遍装备的奥托76炮,127炮都可以使用可编程定时引信,小小的空间里集成了触发引信,定时引信和延时自毁装置。而近炸引信除去无线电式以外还发展出了激光近炸引信,精度比以前更上一个台阶。

ATK公司的Ahead ABM引信

战后德国开发的MOFA 引信(右一)

我是萨沙,我来回答。

主要是两种引信,一种延时引信,一种无线电引信。

延时引信,就是炮弹发射之前,定下爆炸的时间。

这个时间的设定,是要预判敌机的高度。

这种主要通过雷达或者其他设备进行判断,如果设定有偏差就等于白打了。

同时,高射炮是采用炮群发射的,通常炮弹会覆盖一个区域,不是都在某个高度爆炸。

然而炮弹爆炸以后杀伤半径有限,最大不过二三十米,大型轰炸机也能承受一定的破片打击。

所以,这种延时引信的效果通常不佳。

这也是二战期间高炮防空效果低下的原因。

即便是二战中最有效的德国高炮,128毫米Flak
40,也要大概3000发炮弹才能击落1架飞机。

至于无线电引信是二战后期才出现的新技术。

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。

简而言之,无线电会自动感应目标,一旦发现敌机在设定的距离内就会爆炸,而不需要死板的设定爆炸时间。

这样一来,无线电引信的防控效率就高的太多。

美国海军使用这种引信以后,舰载防空火炮的效率大大提高。比如127毫米炮击落每架敌机,使用无线电引信只需要需要500发炮弹;而使用常规炮弹时则要多四倍,即2000发。

到了战争末期,面对日本神风敢死队,美国海军高度依赖这种引信。

电影《二战》中美军轰炸机经常被高炮击中,那时候的高炮炮弹是如何做到在飞机附近爆炸的呢?大家好,欢迎关注兵器知识谱,今天我们来了解一些关于高射炮炮弹引爆的知识。传统高射炮的炮弹引爆方式与其他对地攻击火炮一样,采用触发式引信,炮弹只有在与目标发生碰撞时才会引爆炮弹内的装药,使用碰撞式引信的炮弹必须直接命中目标才会发射爆炸;后来又研发出时间引信,在发射前计算出炮弹从发射到飞行至目标附近所需时间,然后人工在炮弹引信上设定引爆时间,炮弹飞行至目标附近就会爆炸,用破片杀伤目标;同时期还研发出气压引信,可以根据目标所在高度为引信设定相对应的气压值,当炮弹飞行至设定气压值空中时即引爆炮弹;最先进的防空炮弹引信是1943年美军装备的“无线电近炸引信”,无线电近炸引信的工作原理是:当炮弹离膛以后引信上的无线电开始工作并向前发射无线电波,当电波测得与目标距离小于或等于10米时引爆炮弹,用破片杀伤目标。电影中看到在美军飞机附近爆炸的炮弹一般是采用时间、气压引信,不太可能是无线电近炸引信。下图为德军正在使用88mm防空炮实施对空射击,隐约可见的炮弹引信应为时间引信。

苏联获得Gerat
58高射炮之后,对其进行了彻底研究。推翻了自己原有的中口径高射炮研制计划,改用德国的思路。口径更改为57mm,这就导致了S-60的诞生。S-60最著名的衍生物就是ZSU-57-2自行高射炮,是苏联机械化部队的标准防空武器。

防空高射炮的命中率

防空防空,十防九空,世界上命中率最低的火炮恐怕非防空高射炮莫属了。在发明时间、气压引信之前,平均每击落一架飞机需要消耗10000发炮弹,所以在地面防空作战时需要部署大量的防空炮组成防空火网来提高命中率,而且为了提高火力密度,只能采用射速较高的中小口径火炮,依靠向空中泼洒大量弹药来提高命中率,比如二战时期德国的38式四联20mm高射炮。随着飞机飞行高度越来越高,抗打击能力越来越强,小口径火速射炮已经不能满足防空需求,因此大中型口径的火炮开始用于防空,由于大中口径的火炮射速低,为了提高命中率,人们研发出时间、气压引信。时间、气压引信不需要炮弹直接命中目标,炮弹只要到达设定的数值就会爆炸,由于大中口径炮弹威力比较大,爆炸时产生的冲击波和破片足以对飞机产生致命的杀伤力,因此使用此类引信以后防空炮的命中率大大提高,平均每击落一架飞机只需要消耗2000发炮弹,比如德国的88mm防空炮。下图为我军曾经装备的59式100mm高射炮,这种大口径的高射炮在采用无线电近炸引信和雷达指引时命中率可以达到30%,目前伊朗表示要从我国引进这款高射炮装备防空部队。

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先进的防空炮弹引信

随着无线电技术的进步,美国率先发明采用无线电控制的防空炮弹引信。无线电近炸引信内部有一个无线电装置,它就像一部简易的小型雷达,既能向空中发射无线电波,也能接收反射回来的回波,无线电装置根据接收到的回波计算出目标距离,当到达目标附近以后便引爆炮弹从而达到杀伤目标的目的。无线电近炸引信不受时间、气压影响,只有在遇到空中目标时才会爆炸,如果脱靶,引信会在落到地面前将炮弹引爆,从而避免对地面人员造成误伤。无线电近炸引信于1943年被运用到实战中,首先装备无线电近炸引信的是美国海军,舰对空作战中采用无线电近炸引信的炮弹平均每击落一架日军飞机只需要500发炮弹。由于无线电近炸引信在当时属于高科技产品,美国只用来装备海军的原因也是出于保密考虑,万一遇到哑弹也只会落入海中,不会被敌人捡去研究仿制。因此电影中看到美军轰炸机遭到防空炮攻击的画面中那些爆炸绝对不可能是“无线电近炸引信”引爆的。下图为高射炮炮弹使用的无线电近炸引信。

尽管在俄罗斯等国家已经将S-60高射炮退役,但这种性能出色的武器在中东依旧有其用武之地。在叙利亚战争中,S-60以卡车炮的形式射击敌方阵地,由于射程远、射速快、精度高,让敌方很难招架。

无线电近炸引信技术的发展

在无线电近炸引信运用于高炮炮弹上取得良好表现之后,美国又将这种技术延伸到其他弹药上,比如榴弹炮、航空炸弹导弹(高频近炸引信)。采用无线电近炸引信的榴弹和航弹不再像传统引信那样必须要与地面接触才会发生爆炸,而是在到达与地面设定的距离时便在空中引爆,空爆弹药对生动目标的杀伤力远超触地爆炸,比如美军向日本投掷的原子弹就是采用了无线电近炸引信,原子弹降落到距离地面数百米的低空被引爆。随着科技进步,近炸引信又发展出激光引信、自适应引信、半智能乃至智能引信,适用于地对空导弹、空对空导弹、反坦克导弹等等弹药上。我国在弹药近炸引信技术的研制工作始于20世纪50年代,1959年研制成功第一代采用电子管的无线电近炸引信,1967年研制出红外线近炸引信。70~80年代,相继研制成功第二代晶体管无线电近炸引信、第三代集成电路无线电近炸引信、磁引信和声引信。下图为以色列炮兵阵地上已经安装好引信的155mm炮弹,箭头所指的白色炮弹为白磷弹,它使用的就是不触地爆炸的无线电近炸引信。

战争是残酷的,只有赢得战争才能赢得一切。人们为了赢得战争不断地研究发明各种高技术含量的武器装备,这些原本运用于杀戮的军事技术也在战后造福人类,比如曾经用来计算导弹弹道的计算机技术。无线电近炸引信技术如今也被运用于民用领域,在民间它被取了一个非常斯文的名称——传感器技术,亲爱的读者们,在大家生活和工作中接触到的传感器技术产品有哪些呢?请在评论区留言参与探讨。下图为工业装备领域常用的传感器开关,它的技术就源自于无线电近炸引信。

二战时期高射炮的炮弹主要采用延时引信和触发引信。大型的高射炮主要对付战略轰炸机,采用延时引信,然后根据远程防空预警设置好引信触发时间,发射后可在敌机飞行路线附近爆炸,从而用爆炸破片形成弹幕对轰炸机进行杀伤。触发引信主要用于中小型的高射炮,大多数用于对付穿过远程防空火力网的俯冲轰炸机和鱼雷轰炸机。此时由于轰炸机飞行高度低,使用触发引信可以有效地对这些轰炸机进行拦截,只要击中目标就会发生爆炸,从而给敌机以杀伤。

(延时引信主要用于拦截大型轰炸机)

(触发引信主要用于中小型高射炮)

早期延时引信比较简单、原始,采用的是药盘引信,利用引信中火药燃烧起点来控制起爆时间。不过在高空中,引信经常因为气压和温度的影响而出现不稳定的情况,所以后来就开发了一种时钟引信。这种引信像闹钟一样,可以设定好时间,然后自动引爆。不过这种延时引信在实际作战中拦截效果并不理想,因为飞机完全可以利用速度和高度的变化来进行规避,所以这种引信的炮弹很容易放空炮。在加之当时的雷达预警系统不完善,预警给出的时间设置经常出现偏差,这就导致平均2000多发炮弹才能击落一架轰炸机,使得空防效率极低。二战后期,美国持续对德国进行战略空袭,尽管美军损失很大,但相对而言德国的损失要更加严重得多。战争末期,德国的军事工业基本上被摧毁殆尽,这也与当时防空效率普遍过低有着直接关系。

(英国药盘时间引信设计图)

(一款时间引信其内部的钟表结构)

(高射炮弹引信设置)

(遭到盟军轰炸后的德国城市德累斯顿)

同样的问题也在困扰着美军,尤其是美国海军在面对日本海军自杀式攻击时,其承受的防空压力极大,迫切需要一种可以自动感应敌机距离,能在合适时机引爆的高射炮引信。于是在这种困境之下,美国同英国合作研发出了VT延时近炸引信。这款引信以弹壳作为天线,由弹体内的真空管无线电发射器向外界发射180-220HZ的无线电,然后通过多普勒效应探测反射波的强度,当反射波“信号”超过一定强度时,引信便会起爆。此时炮弹与飞机的距离很近,这样炮弹对飞机的杀伤力会变得更大,进而提高炮弹杀伤效率。这款引信的发明,使美军的防空能力倍增。在太平洋战场上,美军改用新引信后,平均耗费500发炮弹便可击落一架日本飞机。而英国将其应用到防空炮上后,拦截一枚V-1火箭的炮弹消耗量由原来的2800发也降低到了150发左右,可以说VT引信的出现使美英军队在防空效率上有了质的飞跃。甚至在战争后期,日本的神风自杀飞机已经很难对美国海军军舰造成什么实质性的威胁了。

(美国研制的VT延时近炸引信结构)

(VT引信使得美军防空效率得到了很大的提升)

不过话说回来,VT引信的开发难度很高,它不仅要忍受射击时产生的2千多倍重力加速度以及每秒500转自旋所带来的冲击,还要保证其尺寸尽可能的小,以便安装在不同尺寸的炮弹弹头里,这都需要具备很强的技术水准才有能力开发这样一款引信。英国也曾经独自开发过近炸引信,但是由于技术水平的限制,其效果不理想,直到同美国合作后,才成功研制出了VT引信。

(盟军的空袭)

答案:利用引信引爆

对于常规的防空炮来说,一般使用两种引信,一种是定高(定时)引信,一种是无线电近炸引信(VT引信)。这两种引信会在空中炸出一团黑色的烟火,飞机在这些烟火中就像是暴风雨中的小船一样。

对于防空任务来说,一般分为两种防空炮:一种是小口径速射防空炮,其代表作就是二战时期德军使用的FLAK38型4联装20mm机炮和现代俄罗斯使用的石勒喀河ZSU-23-4型自行高射炮;另一种就是中大口型防空炮,其代表作就是德国的FLAK36型88mm高射炮和意大利的天龙座76mm自行高炮。

这两种高炮的任务和执行方式也不同。小口径速射防空炮一般口径在37mm以下,且很少具有空炸能力,主要利用高射速和高密度形成防空网对敌机进行驱逐。而对于低空飞行的目标和准备进行攻击的目标,小口径防空炮可以轻松的教育他。但是相对的,其射高很难对付位于高空的各种轰炸机尤其是战略轰炸机。

大口径防空炮的目的就是通过发射覆盖面积较大的空炸炮弹将飞行编队打乱,同时利用较高的防空网密度对集群飞行的编队进行打击。不过大口径高射炮对于空中目标来说,直接命中的概率很小,受限于防空密度,其防空效率非常低。只有组成了多门高射炮的防空网才能有效提高防空效率。

这又回到最开始的问题了,防空炮炮弹如何在空中引爆的呢。这要从飞行轰炸的战术开始说起。轰炸机要进行轰炸需要跨过很长的距离,二战时有没有GPS,一般由一架领航机带领整个机群穿过上千公里进行打击。这个机群为了确保打击效果,一般由几十架上百架组成飞行编队完成飞行。而飞行高度一般都是有讲究的,以英军常用的兰开斯特为例,其飞行巡航高度为4000米,实际进行轰炸任务时根据不同要求一般位于2000米左右的高空进行轰炸任务。(当然实际情况还需要考虑防空火力、投弹精度、投弹密度、天气状况等)。

因此,最早的大口径高射炮一般采用定高爆炸引信。所谓定高其实也是定时引信,这种引信一般在任务开始,装填之前拧好。这种引信内部就好比是一个钟表,待到钟表时间归零,立刻引爆炮弹。在火炮发射之后,引信的发射保险解除,进入计时状态,在空中飞行一段时间达到一定高度之后爆炸。而由于防空网络任务比较重,轰炸任务常态化,面对什么机型什么时候过来,高射炮兵心理都已经非常清楚了。

因此,早期大口径防空炮的空炸引信高度通常设置为4000米-6000米。随着飞机技术的不断提高,其实用升限和投弹高度的提高,空炸引信的高度也不断提升,比如后期美国的B-17和B-29参与轰炸之后,德国人的空炸引信再一次提高,提高到6000米以上。

无线电引信就很厉害了,这种引信是利用雷达的远离,在炮弹接近飞机的时候自动进行回波感应。当感应到飞机距离较近(一般为20米之内)就会即刻引爆,不留一丝顾虑,炸就完事了。这种引信最早由英国人在1940年开发出无线电近炸引信原型,但是疲惫不堪的英国人终究还是没能用上,移交给了美国(英国理科好,美国工科强,可以这么理解)。这种引信在1943年正式上战场,用在美国海军通用的Mk12型5英寸高平两用炮上。1943年1月5日,美国海军海伦娜号轻巡洋舰就用VT引信成功击落一架日军飞机,这是历史上第一次使用近炸引信击落目标的记录。

VT引信很好用,尤其是美海军在经过中途岛、珊瑚海的锤炼之后,海军的防空系统已经成形,再加上日本空中力量全面完蛋(无论是海航还是陆航),美国在后期用VT引信暴揍日本飞机爽的不要不要的。VT引信对于美军来说出现的时间非常好,1944年美国大规模装备了VT引信,在马里亚纳“猎火鸡”之中,除了吊打日本海航的美国海军舰载机外,VT引信也立下了汗马功劳。而在1944年莱特湾海战之后,面对猖狂的日本神风自杀袭击,VT引信至少帮助美国人减少了50%的损伤。如果这时美国没有VT引信,日本的神风攻击成功率会高很多。这一段可以参考日本电影《永远的零》,里面对VT引信有着非常详细的描述。

值得一提的是,VT引信的灵敏度导致其对大海反射的杂波过滤性并不好,一些老手会贴着海平面飞行以躲避VT引信,但是面对由12.7mmM2机枪,20mm厄利孔高炮,40mm博福斯组成的近程防空网,一两个老手又能怎样呢?当一个国家把活生生的人变成消耗品,将人的生命和意志强加在所谓国运上,利用神风攻击这种灭绝人性的战术,旧日本的战败是必然的。扯远了,咱们回归正题

说道VT引信,现代对于大口径防空炮的需求越来越少,鲜有国家装备陆地车载大口径防空高炮。但是意大利的天龙座和奥托梅拉两款
防空高炮绝对是一朵非常艳丽的奇葩。

这两个车并没有过多可说的,基本就是舰炮上岸,值得一提的是他的火炮,火炮采用的是奥托梅拉的76mm速射高射炮,每分钟最大理论射速为120r/min。而其炮弹采用的3A+编程多功能引信也是非常具有特色的。这种引信能够在炮膛内由火控系统通过电路电脑设定高/低空近炸、延时、触发、定时等各种各样的引爆方式。也就是说,这是一款可以在炮膛内设置引信的炮弹,而且还可以根据目标类型进行选择,非常的智能化。(天龙座:随便你什么飞机,进了我的防空网就别想完好的出去。SR-71:你说啥?我太快了我听不见)

在一些拍摄的以前战争题材的影视作品里面,我们经常会看到这样的一些场景。某敌机飞行至我部上空,而后我部通过高射炮对敌做出反击。但是,我们会发现,这些高射炮发射的炮弹,不管是飞机处在多高的上空,只要是在射程范围之内,其都能够准确的在敌机的周围进行爆炸。

而这其中的道理就要从炮弹的一些结构开始讲了,能够形成这样的一种效果,主要的还是因为这种高射炮炮弹所采用的引信是和其他的炮弹是有所区别的。一般的是采用一种碰炸引信,看这名称就很好理解,刚炮弹经由发射之后触碰到敌机时,这一枚炮弹才会成功引爆。除此之外还有像安装时间或者高度引信,前者是给炮弹设置引爆时间,也就是延时引信,这种炮弹只有到达设置的时间点才会成功引爆。而后者则是给炮弹设置高度,先提前判断敌机大致高度,而后进行高度参数的设置,一旦达到这一个高度的时候,就会引爆。

除了这些以外,还有更加高级的引信装置,也就是可通过无线电进行控制的引信。不断的进行无线电信号的发送,时刻更新炮弹和目标的距离,当发现距离降低后开始增加的那一刻,就是最佳的爆炸时机,这时就可以通过无线电来引爆炮弹了。

也正是这些引信的存在,才使得炮弹能够得以在敌机附近爆炸。因此,引信在其中的功劳还是很大的。

按照不同的炮弹种类,其采用的引信也是不同的。

首先就是最常见的碰炸引信,这也是很多中小口径高射炮最常用的引信。在直接接触敌军战机之后,碰炸引信被触发,然后爆炸。二战中德军最常用的FLAK38式20毫米高射炮使用的就是这种引信,不过这种级别的高射炮炮弹普遍杀伤力不足,很难给美军皮粗肉厚的轰炸机构成严重伤害。

而像一些较大口径的重型高射炮,使用的一般是时间引信或者是高度引信,对于拦截射击轰炸机机群这种面目标是很适合的。首先测量敌军轰炸机群的大致高度,然后给高度引信设置高度值,或者给时间引信设置时间限制。而至于攻击效果,由于大口径高射炮威力更强,产生的破片杀伤范围更大,因此也能给轰炸机产生很大的伤害。

二战中最先进的是无线电近炸引信,被盟军大量使用,是盟军的秘密武器。其原理就是通过不断发射电波,测算和目标的距离,一旦距离开始增大,就说明达到了最近距离,引信此时触发爆炸,能给敌机造成最大伤害。这种引信给盟军的防空作战带来了巨大帮助,极大提升了防空成功率。

高炮炮弹引信当时主要是两种,一种是触发引信,还有一种是时间引信。触发引信就是一碰就炸,在炮弹飞出炮口解除保险以后,碰到目标爆炸,利用破片或者直接在飞机机身内爆炸,这样毁伤敌方的飞机。德军的88高炮。一种时间引信。

而时间引信是引信里边有一个小的钟表,在发射前设定好时间,当炮弹发射以后解除保险,引信里边的钟表开始计时,到了事先设定好的时间炮弹爆炸,利用炮弹爆炸产生的破片击毁击伤敌军的飞机。通常时间引信如果还没有到时间而就命中了敌方的飞机,那也会爆炸的。德军高炮炮弹爆炸后产生的所谓高炮云。远处的像棉花一样的东西。

对于美军的重型轰炸机来说,德军在美军的轰炸机进入自己的防空识别区以后就可以持续的掌握美军机群的动向,包括方向高度速度等数据都有,德军的高炮阵地根据这些数据计算出引信的设定时间,在美军的轰炸机群飞进射程之内,德军的大口径高炮对美军飞行的方向进行概率射击,因为大口径高炮的射击速度慢,几乎是不可能直接命中美军的轰炸机,都是在轰炸机群的附近爆炸,利用弹片击伤美军的轰炸机。

德军的大口径高射炮主要的作用是要把美军轰炸机的飞行队形打乱,使美军轰炸机自身的防御机枪火力网出现空当,方便德军战斗机的攻击。无线电近爆引信。这个是现在的产品了,体积已经小多了。

使用传统的时间和触发引信,高炮的防空效能并不高,通常击落一架敌机需要2000发左右的炮弹。当时,美国新研制出的无线电近爆引信,可以控制高炮炮弹在距离敌机合适的距离爆炸,这样防空作战消耗炮弹的数量大大降低了,使用无线电近爆引信,平均700发左右就可以击落一架敌机。不过这时由于无线电技术的限制,这种近爆引信的体积还不能太小,一般是要在76毫米以上口径的高炮上才能使用。

如果不用无线电近爆引信想取得类似的战果,就要采取和志愿军的近快战法,就是利用敌机接近目标的时候,组织多门小口径高炮齐射,但是美军的重型轰炸机来说,由于基本上不会飞到小口径高炮的射程之内,所以志愿军要击落重型轰炸机只能依靠战斗机去进行拦截了。不过当时志愿军使用的米格15战斗机,对于美军重型轰炸机来说,就是噩梦的存在,毕竟米格15设计的时候,就要求能够拦截B-29这样的重型轰炸机,那门37毫米炮就是给B-29预备的。看着不一样了吧,这个是苏军的高炮部队。

图片来自网络。

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“沙漠蜘蛛”的副武器也很有特色,辅助武器为KPV
14.5mm机枪和两具6管70mm火箭巢。KPV型机枪,发射14.5×114mm弹药。这种弹药曾经是专为反坦克枪研制的,后来成为苏联标准的大口径机枪弹,其穿甲威力可与北约20mm炮弹媲美。

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“沙漠蜘蛛”炮塔两侧配备的火箭巢可以发射70mm火箭弹或制导火箭,这种弹药已经有货架产品,可以很容易列装。据称,“沙漠蜘蛛”还有“简化型”,战斗全重为3850千克,S-60高炮保持不变,辅助武器换为12.7mm机枪,2或4枚反坦克导弹,并没有雷达系统。据称简化版将于一年后完成。

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