無線電近炸引信是如何工作的?

1850年代以前,人類戰(zhàn)爭中使用的炮彈基本都是實(shí)心的鐵丸或者石丸。其實(shí)都是真正意義上的“動(dòng)能彈”。不過由于用黑火藥發(fā)射,初速低,因此完全沒有當(dāng)今的反導(dǎo)動(dòng)能彈碰撞后自身猛烈爆炸的能力。這說明古代的動(dòng)能彈和當(dāng)今的動(dòng)能彈根本不是一個(gè)概念。1850年代進(jìn)行的英法土和沙俄之間的克里木戰(zhàn)爭,仍然可見雙方發(fā)射的大口徑實(shí)心彈丸滿地都是。不過此時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了“開花炮彈”的苗頭。此后20多年,開花炮彈迅速進(jìn)步,逐步普及。所謂的開花炮彈就是會(huì)爆炸的炮彈。除了繼續(xù)靠彈丸的自重動(dòng)能殺傷外,還可以靠命中時(shí)內(nèi)部的炸藥爆炸來殺傷目標(biāo),這就是最早的爆炸榴彈。既然有了爆炸榴彈,那么就有了炮彈引信。爆炸榴彈的引信多為碰觸式引信,安裝在錐形彈丸的最前部,接觸硬物后達(dá)到一定的閥值才產(chǎn)生機(jī)械反應(yīng),引爆里面的雷管。
然后雷管再引爆榴彈里面的炸藥爆炸。后來為了穿甲,則把炸藥和引信都裝在了穿甲彈的后部,這種引信一般是慣性引信。也就是彈丸碰撞穿甲,減速到一定閥值后才反應(yīng)。但是不論是碰觸引信還是慣性引信,都屬于接觸性引信,只有和外界的物體和目標(biāo)硬接觸以后才引爆。導(dǎo)致普通榴彈發(fā)射時(shí)如果遇到下暴雨,也需要給炮彈的前部套上一個(gè)“雨帽”再發(fā)射,防止炮彈剛剛出膛,在空中和雨水碰撞過于激烈,超過了引爆的閥值會(huì)在空中就爆炸。這類炮彈打擊地面或者水面目標(biāo)時(shí)問題不大,因?yàn)榕趶椩缤頃?huì)落到地面和水面上,碰撞的威力足夠引爆。但是自從飛機(jī)在一戰(zhàn)和二戰(zhàn)早期大規(guī)模參戰(zhàn)后,發(fā)現(xiàn)僅僅靠傳統(tǒng)的碰觸或者慣性引信打擊飛機(jī)都不是那么好使了。因?yàn)轱w機(jī)的飛行速度越來越快,機(jī)動(dòng)性越來越強(qiáng),經(jīng)常發(fā)生數(shù)百發(fā)機(jī)槍子彈都打不到飛機(jī)的情況。

而大口徑防空高炮的射速更慢,一分鐘只有十幾發(fā)甚至比這個(gè)速度還慢,如果再想直接命中空中的轟炸機(jī),瀚海狼山(匈奴狼山)認(rèn)為基本和買彩票的概率差不多。不過此時(shí)有了一個(gè)新的重大發(fā)明,這就是無線電近炸引信。最早在英國出現(xiàn)。也算是被德國空軍的優(yōu)勢(shì)逼迫出來的發(fā)明。英國的防空高射炮彈最早開始安裝無線電高頻近炸引信。這種無線電引信不僅具備觸發(fā)式引信的傳統(tǒng)引爆模式,而且能在距離目標(biāo)10米以上距離引爆炮彈,從而大大提高防空火炮對(duì)空中目標(biāo)的殺傷率。由于表現(xiàn)突出,這種引信也開始用于榴彈炮、迫擊炮等多種陸地野戰(zhàn)火炮系統(tǒng)。榴彈炮和迫擊炮的彈丸在距離地面3到15米之間的高度爆炸時(shí),通過彈頭碎片的優(yōu)化分布,對(duì)地面目標(biāo)的殺傷效能可增加10倍以上。對(duì)地面有生力量和裝甲防護(hù)比較弱的車輛都有很大的殺傷力。對(duì)普通落地爆炸的炮彈,只需要緊急臥倒就可以避開大部分沖擊波和殺傷破片。但是如果遇到的是無線電空爆炮彈,在地面的臥倒基本沒用。

無線電近炸引信的工作基于電波的多普勒效應(yīng)。高頻近炸引信相當(dāng)于一部無線電收發(fā)機(jī),無線電的發(fā)射和接收使用同一副天線,通常由彈丸本體充當(dāng)天線,引信不斷發(fā)射一定頻率的電磁波。當(dāng)彈丸接近目標(biāo)一定范圍內(nèi),不論在地面的還是空中的目標(biāo)。由于多普勒效應(yīng),引信接收到的電磁波頻率要大于自己發(fā)射的電磁波頻率,兩者之間有一個(gè)頻率差。最終會(huì)變成一個(gè)電壓脈沖。當(dāng)其積累到超過一定的閥值,實(shí)際上就是炮彈和目標(biāo)接近到一定距離之內(nèi)時(shí),則立即爆炸。而當(dāng)代的防空高炮的炮彈,在無線電近炸的基礎(chǔ)上還采取了編程引爆,打擊攔截能力更上一層樓。