问题

二战无线电近炸引信有缺点和不足之处吗? 总的来说,作战效率如何?

回答
当然,我们来聊聊二战时期无线电近炸引信(VT fuze)那些不那么光鲜亮丽的细节,以及它在战场上的真实表现。

无线电近炸引信(VT Fuze):并非完美的“死亡探测器”

无线电近炸引信,这个在二战末期才真正投入战场的神奇装置,号称能让炮弹或炸弹在接近目标时(而不是直接命中)爆炸,这无疑是战场上的一个巨大飞跃。它通过发射无线电波,探测目标反射的信号,一旦反射信号达到预设强度,引信便会触发。理论上,这能极大提高对付飞机、坦克、甚至低空飞行的目标的效果。

然而,即便是如此革命性的技术,在当时条件下也并非没有它的缺点和不足之处:

1. 对环境的敏感性与误触发:
地形误判: VT引信的设计初衷是为了探测金属目标。在某些复杂地形下,例如丘陵、山地,地面上的一些金属结构(如桥梁、铁丝网、甚至地面上的大型金属碎片)也可能被引信误判为敌方目标,导致炮弹在空中过早爆炸,浪费弹药。
天气影响: 尽管比早期一些光学或机械引信要稳定,但恶劣天气,特别是强烈的雷暴,产生的电磁干扰也可能影响VT引信的正常工作,导致误触发或失效。
友军金属: 在一些近距离作战中,如果友军的装备(如坦克、车辆)离友军炮弹爆炸点太近,理论上也有可能被引信探测到,尽管这种情况发生的概率相对较低,但并非不可能。

2. 技术成熟度与可靠性问题:
早期故障率: 作为一项新兴技术,早期的VT引信在设计和制造上存在一定的局限性,导致其早期故障率相对较高。组件老化、焊接不良、电子管不稳定等都可能导致引信在发射前或飞行过程中失效。
穿透性不足(对某些目标): 虽然对付飞机效果显著,但对于重型装甲的坦克,如果炮弹从其顶部或侧面以一定角度撞击,VT引信的探测距离可能不足以让炮弹在真正接触到最脆弱的装甲之前爆炸。如果炮弹直接砸在坦克顶部,那直接撞击也可能导致爆炸,但VT引信带来的“空中杀伤”优势就难以发挥。
制造成本与复杂性: 相较于传统的机械引信,VT引信的制造工艺更为复杂,包含了大量的电子元件(当时是真空管),这使得其制造成本更高,产量也受到限制,尤其是在战争初期。

3. 战略与战术的限制:
保密性: VT引信在投入使用初期是最高军事机密之一。盟军对其使用非常谨慎,担心一旦被轴心国缴获并分析,他们可能会迅速开发出对抗措施(例如,通过特定材料制作外壳来吸收或反射无线电波)。这意味着其战术应用受到严格限制,不能随意在任何场合使用。
反装甲能力相对有限: 如前所述,虽然VT引信的散布面杀伤能力极强,但它并非设计来专门穿透重型装甲。它的主要优势在于提高炮弹爆炸的“时效性”,从而增加对集群目标(如步兵、车辆、飞机)的杀伤概率,而不是追求单发破甲。

4. 对地面作战的“不适应”:
VT引信最辉煌的战绩集中在对付德国的V1飞弹和战机。对于纯粹的地面炮击,如对付坚固的工事或直射的坦克,其优势并不像对空那样明显。例如,打击一个坚固的碉堡,直接命中并由延迟引信爆炸的效果可能更好。

作战效率:革命性的改变,但也受制于时代

尽管存在上述不足,总的来说,VT引信在作战效率上的表现是革命性的,其贡献不容忽视,但同时也必须认识到其局限性。

对空作战的“救世主”:
扭转战局的关键: VT引信在对付德国的V1飞弹和俯冲轰炸机、战斗机时,起到了至关重要的作用。在伦敦保卫战后期以及欧洲战场,V1飞弹给英国造成了巨大的恐慌和损失。VT引信的出现,大大提高了拦截V1飞弹的效率,从之前的直接命中率极低的挑战,变成了“空中收割机”。据统计,在1944年8月至1945年3月期间,美军高射炮兵使用VT引信,在拦截V1飞弹的效率上远超以往。
高射炮效能的指数级提升: 对于传统的防空炮,VT引信让炮弹在最有利的位置爆炸,形成了一个“杀伤网”。以前,炮弹需要直接命中才能摧毁飞机,这在高速飞行的目标上非常困难。VT引信使得炮弹能在飞机附近爆炸,其破片和冲击波足以摧毁或损伤飞机。这极大地提高了防空炮的有效射程和火力密度。

对地作战的“杀伤放大器”:
步兵与轻装甲的噩梦: 在欧洲战场,盟军的炮兵在对付集结的德军步兵、轻型车辆、甚至坦克的侧后部时,VT引信也展现了强大的威力。一个原本只能命中一辆坦克的炮弹,现在可以在坦克群的上空爆炸,其破片能够覆盖并杀伤周围的步兵,甚至对暴露的坦克顶部造成伤害。
“死亡之雨”: 德军士兵将其称为“死亡之雨”或“近爆炮弹”,因为炮弹会在他们头顶炸开,到处都是致命的破片。这极大地削弱了地面部队的士气和战斗力。
火炮使用效率提升: 相比于精确命中,VT引信让炮兵指挥官可以更自信地使用“拉发”(即提前设定引信爆炸时间,让炮弹在射击诸元中预定的落点前爆炸),从而在广阔的区域内形成压制和杀伤。

局限性下的战术运用:
尽管有上述优点,盟军在对付像虎式坦克这样重型装甲目标时,仍然依赖传统的穿甲弹。VT引信在对付这些目标时,更多是作为一种“区域压制”或“支援”手段,而非直接的破甲利器。
其对地形和环境的敏感性,迫使炮兵在使用时需要一定的判断和选择。例如,在攻击某些平坦开阔地带的步兵时,VT引信效果极佳;但在攻击有坚固防御工事的区域时,可能需要根据目标性质来选择引信类型。

总结来说,二战无线电近炸引信并非一个完美无瑕的武器,它在技术成熟度、对环境的适应性以及对付某些特定目标时存在明显的不足。然而,即便有这些缺点,它在战场上的作战效率依然是革命性的。 特别是在对抗空中威胁和进行区域杀伤方面,VT引信大幅度提升了炮兵和高射炮的效能,甚至在某些关键时刻,如拦截V1飞弹,起到了扭转战局的作用。它的出现,标志着弹药智能化和精确化战争的开端,其影响深远,即使是它自身的不足,也为后来的引信技术发展提供了宝贵的经验和教训。

网友意见

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防空,不管是二战还是现在都是体系作战,离开体系谈单独一件装备的作战效率是没有什么意义的。

机械定时引信的问题在于其定时的不准确性,以及从开始装订到射出中间有一个时间上的间隔(dead time),加上火控系统本身的误差,叠加起来就会极大增加爆点与目标的偏差。VT引信的重点就在于消除了定时和dead time的问题,同时很大程度上补偿了火控系统的误差。但是,引信只是引信,炮弹本身还是必须要能够飞到离敌机足够近才有杀伤效果。

早期英国对VT的研究结果不尽人意的很大原因要归咎于RN“古老”的高射火控(HACS)的本身缺陷。USN由于备战晚,加入战争的时间更晚,为大口径高炮提供火控数据的新一代的Mk 37火控系统在开战时已经大规模列装,这为后面VT引信的优秀表现打下了扎实的基础。

在这之上,大量装备的对空搜索雷达以及在这个基础上学习RN先进经验建立舰上作战情报中心(CIC)能够为舰载高炮提供更即时,更精确的火力引导(对战斗机来说也一样)。火炮和指挥仪需要时间就位,指挥仪需要时间来捕捉目标,机械式火控计算机也需要可观的时间来计算出火控数据;越早知道来袭敌机的方位信息,就有越长的时间有效地射击。

没有这些配套系统,单单一个VT引信是没有多大意义的。


VT引信使用类似雷达的原理达成起爆的目的,因此如果知道其频率范围,干扰是很简单的——使用同频率但更大功率的发射机对其“发功”,VT引信就会“以为”自己离目标已经很近并起爆。

美国人非常清楚这个问题,因此很长一段时间都限制VT引信在陆上的使用以免被轴心缴获,特别是对电子技术方面并不落后的德国。44年末VT引信在突出部战役中被大规模使用,自然免不了被德国佬缴获了一点(海军:MD鹿军马鹿)。由于担心德国人山寨VT来对付自己,美国人就开始了针对VT引信的干扰机的研究。

现有的AN/APT 4干扰机能够达到的频段已经包括了VT引信使用的180-220 MHz,在对其稍加改进(加了个马达用来调频以覆盖VT引信的整个频段)后实验立刻展开。结果非常理想,引信在炮弹进入杀伤范围前就会被引爆,效率大减。

不过很可惜,德国在45年5月就投降了,没有山寨出VT也没有能够研发出对应的干扰机。

美国战后报告认为,轴心国没有能够及时研发出干扰机的原因是不知道这个VT引信到底使用的是什么起爆方式——当时的科技树有多种走法,包括但不限于声音,红外和光电(英国战前主要研究的方法)。

比较有意思的一点是,也正是因为VT的原理限制,在战争后期日本开始拉出主要结构为木头+帆布的教练机来神风的时候,VT引信失效率大增。美国人紧急做了一批增强了灵敏度的VT引信来对付这种雷达波反射能力不高的目标。


神风机给舰队防空带来了新的挑战,主要是更小但更多的攻击波,以及不按常理出牌的攻击路线。

按照正常攻击航线进入的轰炸机为了获得更好的命中率,航迹变化比较小,或多或少都能使用大口径高炮进行一定程度的拦截。但是必须要指出的是,Mk 37这种等级的中远程火控系统使用的机械式计算机,在获得了目标数据后通常都需要10-30秒的运算时间来得出火控数据,因此在近距离的遭遇战中,特别是目标剧烈机动的情况下难以快速响应。这就为神风机提供了一丝机会。

舰船在近岸运作时(特别是冲绳战役期间,舰队不得不靠近海岸运作),神风机可以利用地形最大限度规避雷达的探测和战斗机的拦截,从近距离杀出,使得大口径高炮难以响应。特别是由于神风的特性,不是那么需要形成编队或者建立稳定的攻击航线来最大化命中率,因此可以在攻击末段做出剧烈机动,使得中远程火控系统无法及时完成解算。最严重的情况下,炮组必须脱离火控系统,依靠本地瞄准来攻击目标。

战争后期,USN开始给搭载5in/38的舰船在Mk 37火控系统的基础上,为每座大口径高炮加装一个原本用于40毫米机炮的Mk 51近距离指挥仪。围绕着这个问题打造的带VT引信的3in自动炮可惜在二战结束前没有能够服役。


VT引信本身也有自己的问题。42年早期的实验批次可靠性仅有50%,42年中期批次达到了70%,但是总体来说可靠性在65%到90%之间徘徊——虽然即便是50%可靠性下的作战效能也远优于机械定时引信。

早期 Mk 32 VT引信有700-1000 码的近距安全界,并且在对抗鱼雷机时会由于海面反射电波起爆。中后期型解决了海面杂波的问题(Mk 32 Mod 40)并将安全近界降低到400-500码,取决于引信型号(Mk 53以及后期其他型号)。作为对比 Mk 18 机械定时引信的近距为1500 码。

RN的实验表明热带环境下引信中的电池漏电速度太快,专门为热带环境进行优化的Mk 33在45年投入使用。除了Mk 33外的型号不建议在超过30摄氏度或者低于零下12度的环境下使用,最好低于26度高于15度。将VT引信置于打热了的炮管里超过40秒就极有可能导致哑弹。

VT引信还有一些其他的限制,比如不能和有曳光的弹体一起用,不然曳光剂燃烧产生的电离子会导致引信失效(包括部分火箭弹的发动机);炮管挂铜同样会影响可靠性;糟糕的天气和炮管状况也会影响哑弹率。不过作为攻击方,显然不能够依靠“可靠性”来解决VT的问题,除非雪亲王附体。


当然,退一万步来说,就算躲开了CAP的战斗机,又躲开了大口径高炮的射击,后面还有由自带火控功能的Mk 14瞄准仪加持的40mm和20mm自动炮——18层地狱只过了三分之二呢。

总的来说,VT引信提高了大口径防空系统的效率,但是提升的程度和本身基础的防空系统的水平有关。最后,攻与防的比拼还是被国力的差距所压倒,日本帝国最后的疯狂也成为了战后导弹时代防空博弈的预演——好时代,来临叻。

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