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,战后经常有人总结说,决定太平洋战争的三大武器是雷达、VT信管和原子弹。
原子弹的威力不用多说,两颗落在日本本土的炸弹成了霓虹人民心中永远的痛;雷达是现代战争最常用的侦查工具,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。
原子弹的威力大家都有耳闻 不知道发这个图有没有广告商给钱而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,美国和日本都使用航母舰载机对敌打击。
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最主要的武器。
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)。
在这里先介绍下“引信”是什么。炮弹里面的炸药比如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。
要想引爆炮弹,就需要引信。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,高射炮弹直接命中的几率非常小。
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。这样做有一定效果,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,就可能掉到别的船上,那可非常危险,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。它将弹壳作为天线,信管内有真空管无线电波发射器,通电后发出180至220兆赫的无线电。
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,便进行起爆。
这样处理可以大幅度提高炮弹的打击精度,通过弹片和冲击波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 军民融合,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,所以能够用无线电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。
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。
战争中生产的VT信管超过2200万,使日本大量的舰载机在对航母作战中被击落。到了战争后期,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。
战争末期,日本发动残忍的神风特攻,也幸亏有VT信管,这些自杀式飞机大部分还没俯冲下来就被击落了。
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。
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“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,然后才是攻击敌方。这跟毛主席说的“保存有生力量,消灭敌对力量”完全一致,“保存有生力量”是战斗胜利的基础,具有第一优先性。
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,美国人在武器开发方面的技术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,非常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。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。