stringtranslate.com

Неконтактный взрыватель

Неконтактный взрыватель MK53, извлеченный из снаряда, около 1950-х годов

Неконтактный взрыватель (также VT-взрыватель [1] [2] [3] или «взрыватель переменного времени») — это взрыватель , который автоматически подрывает взрывное устройство, когда оно приближается на определенное расстояние к цели. Неконтактные взрыватели предназначены для неуловимых военных целей, таких как самолеты и ракеты, а также корабли в море и наземные войска. Этот сложный пусковой механизм может увеличить летальность в 5–10 раз по сравнению с обычным контактным взрывателем или взрывателем с таймером. [4] [5]

Фон

До изобретения бесконтактного взрывателя детонация вызывалась прямым контактом, таймером, установленным при запуске, или высотомером. Все эти ранние методы имеют недостатки. Вероятность прямого попадания в небольшую движущуюся цель низкая; снаряд, который просто не попадает в цель, не взорвется. Взрыватель, срабатывающий по времени или высоте, требует хорошего прогнозирования от наводчика и точного расчета времени взрывателем. Если что-то из этого неверно, то даже точно нацеленные снаряды могут взорваться безвредно, не достигнув цели или пролетев мимо нее. В начале Blitz было подсчитано, что требовалось 20 000 выстрелов, чтобы сбить один самолет; [6] другие оценки называют цифру до 100 000 [7] или до 2500. [8] С бесконтактным взрывателем снаряду или ракете нужно только пройти рядом с целью в какой-то момент своего полета. Бесконтактный взрыватель упрощает задачу, чем предыдущие методы.

Неконтактные взрыватели также полезны для создания воздушных взрывов по наземным целям. Контактный взрыватель взорвется при ударе о землю; он не будет очень эффективен для рассеивания осколков. Таймерный взрыватель можно настроить на взрыв в нескольких метрах над землей, но время имеет жизненно важное значение и обычно требует от наблюдателей предоставления информации для корректировки времени. Наблюдатели могут быть непрактичны во многих ситуациях, земля может быть неровной, и практика в любом случае медленная. Неконтактные взрыватели, установленные на таком оружии, как артиллерийские и минометные снаряды, решают эту проблему, имея диапазон установленных высот взрыва [например, 2, 4 или 10 м (7, 13 или 33 фута)] над землей, которые выбираются расчетами орудий. Снаряд взрывается на соответствующей высоте над землей.

Вторая мировая война

Идея бесконтактного взрывателя долгое время считалась полезной в военном отношении. Рассматривалось несколько идей, включая оптические системы, которые излучали свет, иногда инфракрасный , и срабатывали, когда отражение достигало определенного порога, различные средства срабатывания от земли, использующие радиосигналы, а также емкостные или индуктивные методы, подобные металлоискателю . Все они страдали от больших размеров электроники до Второй мировой войны и ее хрупкости, а также от сложности требуемой схемы.

Британские военные исследователи из Исследовательского центра телекоммуникаций (TRE) Сэмюэл Карран , Уильям Бутемент , Эдвард Шайр и Амхерст Томсон задумали идею бесконтактного взрывателя на ранних этапах Второй мировой войны . [9] Их система включала небольшой доплеровский радар ближнего действия . Затем британские испытания проводились с «невращающимися снарядами» (современный британский термин для неуправляемых ракет). Однако британские ученые не были уверены, можно ли разработать взрыватель для зенитных снарядов, которые должны были выдерживать гораздо более высокие ускорения, чем ракеты. Британцы поделились с Соединенными Штатами широким спектром возможных идей по проектированию взрывателя, включая фотоэлектрический взрыватель и радиовзрыватель, во время миссии Тизарда в конце 1940 года. Чтобы работать в снарядах, взрыватель должен был быть миниатюрным, выдерживать высокое ускорение запуска пушки и быть надежным. [10]

Исследовательский комитет национальной обороны поручил эту задачу физику Мерлу Туве из Департамента земного магнетизма. В конечном итоге к работе также были привлечены исследователи из Национального бюро стандартов (это исследовательское подразделение NBS позже стало частью Исследовательской лаборатории армии ). В 1942 году работа была разделена: группа Туве работала над неконтактными взрывателями для снарядов, в то время как исследователи Национального бюро стандартов сосредоточились на технически более простой задаче бомб и ракет. Работа над радиовзрывателем снаряда была завершена группой Туве, известной как Секция T, в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (APL). [11] [12] Более 100 американских компаний были мобилизованы для создания около 20 миллионов взрывателей снарядов. [13]

Неконтактный взрыватель был одним из важнейших технологических новшеств Второй мировой войны. Он был настолько важен, что был секретом, охраняемым на том же уровне, что и проект атомной бомбы или вторжение в День Д. [14] [15] [16] Адмирал Льюис Штраус писал, что,

Одной из самых оригинальных и эффективных военных разработок во Второй мировой войне был бесконтактный взрыватель, или «VT». Он нашел применение как в армии, так и на флоте и использовался при обороне Лондона. Хотя ни одно изобретение не выиграло войну, бесконтактный взрыватель должен быть включен в очень небольшую группу разработок, таких как радар, от которых во многом зависела победа. [17]

Позднее было обнаружено, что взрыватель способен взрывать артиллерийские снаряды в воздухе , что значительно увеличивает их противопехотное действие. [18]

В Германии было разработано или исследовано более 30 (возможно, около 50) [19] различных конструкций неконтактных взрывателей для использования в зенитных ракетах, но ни одна из них не была принята на вооружение. [10] К ним относятся акустические взрыватели, срабатывающие от звука двигателя, один, разработанный Rheinmetall-Borsig на основе электростатических полей, и радиовзрыватели. В середине ноября 1939 года немецкая неоновая лампа и конструкция прототипа неконтактного взрывателя на основе емкостных эффектов были получены британской разведкой в ​​составе отчета Осло .

В эпоху после Второй мировой войны было разработано несколько новых систем бесконтактных взрывателей, использующих радио, оптические и другие методы обнаружения. Распространенная форма, используемая в современном оружии класса «воздух-воздух», использует лазер в качестве оптического источника и время пролета для измерения дальности. [20]

Дизайн в Великобритании

Первая ссылка на концепцию радара в Великобритании была сделана У. С. Бутементом и П. Е. Поллардом, которые построили небольшую макетную модель импульсного радара в 1931 году. Они предположили, что система будет полезна для береговых артиллерийских подразделений для точного измерения дальности до кораблей даже ночью. Военное министерство не заинтересовалось этой концепцией и поручило им работать над другими вопросами. [21] [22]

В 1936 году Министерство авиации взяло на себя управление поместьем Боудси в графстве Саффолк для дальнейшей разработки прототипа радарных систем, которые в следующем году появились под названием Chain Home . Армия внезапно чрезвычайно заинтересовалась темой радаров и отправила Бутемента и Полларда в Боудси, чтобы сформировать то, что стало известно как «армейская ячейка». Их первым проектом было возрождение их оригинальной работы по береговой обороне, но вскоре им было приказано начать второй проект по разработке радара дальнего действия для помощи зенитным орудиям . [23]

Когда в конце 1930-х годов эти проекты перешли от стадии разработки к стадии прототипа, Бутеман обратил свое внимание на другие концепции, среди которых была идея неконтактного взрывателя:

...В эту область вступил У. А. С. Бутемент, конструктор радиолокационных установок CD/CHL и GL , с предложением от 30 октября 1939 года о двух типах радиовзрывателей: (1) радиолокационная установка будет отслеживать снаряд, а оператор будет передавать сигнал на радиоприемник во взрывателе, когда дальность, которую артиллеристам было трудно определить, будет такой же, как и у цели, и (2) взрыватель будет излучать высокочастотные радиоволны, которые будут взаимодействовать с целью и создавать, как следствие высокой относительной скорости цели и снаряда, сигнал доплеровской частоты, воспринимаемый генератором. [24]

В мае 1940 года официальное предложение от Бутемента, Эдварда Шайра и Амхерста Томсона было отправлено в Британское управление противовоздушной обороны, основанное на второй из двух концепций. [9] Была построена макетная схема, и концепция была проверена в лаборатории путем перемещения листа жести на различные расстояния. Ранние полевые испытания подключили схему к тиратронному триггеру, управляющему камерой, установленной на башне, которая фотографировала пролетающие самолеты, чтобы определить расстояние срабатывания взрывателя.

Затем в июне 1940 года были построены прототипы взрывателей, которые были установлены в «невращающихся снарядах» (британское название для ракет на твердом топливе ) и запущены в цели, поддерживаемые воздушными шарами. [9] Ракеты имеют относительно низкое ускорение и не вращаются, создавая центробежную силу , поэтому нагрузки на чувствительный электронный взрыватель относительно невелики. Было понятно, что ограниченное применение не является идеальным; неконтактный взрыватель был бы полезен для всех типов артиллерии и особенно зенитной артиллерии, но у них были очень высокие ускорения.

Еще в сентябре 1939 года Джон Кокрофт начал разработку в Pye Ltd. термоэлектронных ламп (электронных трубок), способных выдерживать эти гораздо большие силы. [25] Исследования Пая были переданы в Соединенные Штаты как часть технологического пакета, предоставленного миссией Тизарда, когда Соединенные Штаты вступили в войну. Группа Пая, по-видимому, не могла заставить свои прочные пентоды надежно работать под высоким давлением до 6 августа 1941 года, что произошло после успешных испытаний американской группы. [26] [27]

В поисках краткосрочного решения проблемы с лампами в 1940 году британцы заказали 20 000 миниатюрных электронных ламп, предназначенных для использования в слуховых аппаратах, у Western Electric Company и Radio Corporation of America . Американская группа под руководством адмирала Гарольда Г. Боуэна-старшего правильно сделала вывод, что они предназначались для экспериментов с неконтактными взрывателями для бомб и ракет. [10]

В сентябре 1940 года миссия Тизарда отправилась в США, чтобы познакомить своих исследователей с рядом разработок Великобритании, и была поднята тема неконтактных взрывателей. Подробности британских экспериментов были переданы в Военно-морскую исследовательскую лабораторию США и Национальный комитет оборонных исследований (NDRC). [9] Информация также была передана Канаде в 1940 году, и Национальный исследовательский совет Канады делегировал работу над взрывателем команде из Университета Торонто . [28]

Развитие в США

До и после получения схемных проектов от британцев Ричард Б. Робертс, Генри Х. Портер и Роберт Б. Броуд проводили различные эксперименты под руководством председателя секции T NDRC Мерла Туве. [9] Группа Туве была известна как секция T и находилась в APL на протяжении всей войны. [29] Как позже сказал Туве в интервью: «Мы слышали некоторые слухи о схемах, которые они использовали в ракетах в Англии, затем они дали нам схемы, но я уже связал это в ракеты, бомбы и снаряды». [27] [30] Как понял Туве, схема взрывателя была рудиментарной. По его словам, «Единственной выдающейся характеристикой в ​​этой ситуации является тот факт, что успех этого типа взрывателя не зависит от базовой технической идеи — все идеи просты и хорошо известны везде». [27] Критическая работа по адаптации взрывателя для зенитных снарядов была проделана в Соединенных Штатах, а не в Англии. [31] Туве сказал, что, несмотря на удовлетворение результатом патентного иска Бутемента и др. против Varian , который подтвердил, что взрыватель является изобретением Великобритании, и тем самым сэкономил ВМС США миллионы долларов за счет отказа от уплаты роялти, конструкция взрывателя, предоставленная миссией Тизарда, была «не той, которую мы заставили работать!». [32]

Ключевое усовершенствование было введено Ллойдом Беркнером , который разработал систему, использующую отдельные схемы передатчика и приемника. В декабре 1940 года Туве пригласил Гарри Даймонда и Уилбура С. Хинмана-младшего из Национального бюро стандартов США (NBS) для исследования усовершенствованного взрывателя Беркнера и разработки бесконтактного взрывателя для ракет и бомб, которые можно было бы использовать против немецких самолетов Люфтваффе . [9] [33] [34]

Всего за два дня Даймонд смог придумать новую конструкцию взрывателя и продемонстрировать ее осуществимость в ходе обширных испытаний на военно-морском испытательном полигоне в Дальгрене, штат Вирджиния. [35] [36] 6 мая 1941 года команда NBS построила шесть взрывателей, которые были помещены в сбрасываемые с воздуха бомбы и успешно испытаны над водой. [9]

Учитывая их предыдущую работу по радио и радиозондам в NBS, Даймонд и Хинман разработали неконтактный взрыватель, который использовал эффект Доплера отраженных радиоволн. [34] [37] [38] Использование эффекта Доплера, разработанного этой группой, позднее было включено во все радиоконтактные взрыватели для бомб, ракет и минометов. [33] Позднее Отдел разработки боеприпасов Национального бюро стандартов (который стал Лабораторией Гарри Даймонда — и позже слился с Исследовательской лабораторией армии — в честь своего бывшего начальника в последующие годы) разработал первые автоматизированные производственные технологии для изготовления радиоконтактных взрывателей по низкой цене. [38]

Работая на оборонного подрядчика в середине 1940-х годов, советский шпион Юлиус Розенберг украл рабочую модель американского неконтактного взрывателя и передал ее советской разведке. [39] Это был не взрыватель для зенитных снарядов, самого ценного типа. [40]

В США NDRC сосредоточился на радиовзрывателях для использования с зенитной артиллерией, где ускорение составляло до 20 000  g , по сравнению с примерно 100  g для ракет и гораздо меньшим для сбрасываемых бомб. [41] В дополнение к экстремальному ускорению, артиллерийские снаряды вращались нарезами стволов орудий до скорости, близкой к 30 000 об/мин, создавая огромную центробежную силу. Работая с Western Electric Company и Raytheon Company , миниатюрные слуховые трубки были модифицированы, чтобы выдерживать это экстремальное напряжение. Взрыватель T-3 имел 52% успеха против водной цели при испытании в январе 1942 года. ВМС США приняли этот процент отказов. Испытание в условиях имитации боя было начато 12 августа 1942 года. Орудийные батареи на борту крейсера USS  Cleveland  (CL-55) испытали боеприпасы с неконтактным взрывателем против радиоуправляемых беспилотных самолетов-целей над Чесапикским заливом . Испытания должны были проводиться в течение двух дней, но испытания прекратились, когда дроны были уничтожены в начале первого дня. Три дрона были уничтожены всего четырьмя снарядами. [9] [42]

Особенно удачным применением стал 90-мм снаряд с взрывателем VT с автоматическим радаром сопровождения SCR-584 и компьютером управления огнем M9 Gun Director . Сочетание этих трех изобретений позволило успешно сбить множество летающих бомб V-1, нацеленных на Лондон и Антверпен, которые в противном случае были бы сложными целями для зенитных орудий из-за их малых размеров и высокой скорости.

VT (переменное время)

Взрыватель союзников использовал конструктивную и деструктивную интерференцию для обнаружения цели. [43] Конструкция имела четыре или пять электронных ламп. [44] Одна трубка была генератором, подключенным к антенне; она функционировала как передатчик и как автодинный детектор (приемник). Когда цель была далеко, небольшая часть переданной энергии генератора отражалась к взрывателю. Когда цель была близко, она отражала значительную часть сигнала генератора. Амплитуда отраженного сигнала соответствовала близости цели. [примечания 1] Этот отраженный сигнал влиял на ток пластины генератора, тем самым обеспечивая обнаружение.

Однако фазовое соотношение между переданным сигналом генератора и сигналом, отраженным от цели, менялось в зависимости от расстояния в оба конца между взрывателем и целью. Когда отраженный сигнал был в фазе, амплитуда генератора увеличивалась, и ток пластины генератора также увеличивался. Но когда отраженный сигнал был не в фазе, амплитуда объединенного радиосигнала уменьшалась, что уменьшало ток пластины. Таким образом, изменяющееся фазовое соотношение между сигналом генератора и отраженным сигналом усложняло измерение амплитуды этого небольшого отраженного сигнала.

Эта проблема была решена путем использования изменения частоты отраженного сигнала. Расстояние между взрывателем и целью не было постоянным, а скорее постоянно менялось из-за высокой скорости взрывателя и любого движения цели. Когда расстояние между взрывателем и целью быстро менялось, то и фазовое соотношение также быстро менялось. Сигналы были в фазе в один момент и в противофазе через несколько сотен микросекунд. Результатом была гетеродинная частота биений, которая соответствовала разнице скоростей. С другой стороны, частота принятого сигнала была смещена Доплером относительно частоты генератора относительным движением взрывателя и цели. Следовательно, на пластинчатом выводе генератора развивался низкочастотный сигнал, соответствующий разнице частот между генератором и принятым сигналом. Две из четырех трубок во взрывателе VT использовались для обнаружения, фильтрации и усиления этого низкочастотного сигнала. Обратите внимание, что амплитуда этого низкочастотного сигнала «биений» соответствует амплитуде сигнала, отраженного от цели. Если амплитуда усиленного сигнала частоты биений была достаточно большой, указывая на близлежащий объект, то он активировал четвертую трубку — газонаполненный тиратрон . При срабатывании тиратрон проводил большой ток, который активировал электрический детонатор.

Для использования с артиллерийскими снарядами, которые испытывают чрезвычайно высокое ускорение и центробежные силы, конструкция взрывателя также должна была использовать множество методов ударной прочности. Они включали плоские электроды и упаковку компонентов в воск и масло для выравнивания напряжений. [ необходима цитата ] Для предотвращения преждевременной детонации встроенная батарея, которая заряжала снаряд, имела задержку в несколько миллисекунд перед активацией электролитов, давая снаряду время покинуть зону действия орудия. [45]

Обозначение VT означает «переменное время». [46] Капитан С.Р. Шумейкер, директор отдела исследований и разработок Бюро вооружений, придумал этот термин как описательный, не намекая на технологию. [47]

Разработка

Полигон зенитной артиллерии на авиабазе Киртланд в Нью-Мексико использовался в качестве одного из испытательных полигонов для неконтактного взрывателя, где с 1942 по 1945 год было проведено почти 50 000 испытательных пусков. [48] Испытания также проводились на Абердинском испытательном полигоне в Мэриленде, где было сброшено около 15 000 бомб. [37] Другие места включают Форт Фишер в Северной Каролине и Блоссом-Пойнт, Мэриленд.

Разработка и раннее производство ВМС США были переданы на аутсорсинг компании Wurlitzer , на ее завод по производству шарманок в Норт-Тонаванде, штат Нью-Йорк . [49]

Производство

Первое крупномасштабное производство трубок для новых взрывателей [9] было на заводе General Electric в Кливленде, штат Огайо, который ранее использовался для производства лампочек для рождественских елок. Сборка взрывателей была завершена на заводах General Electric в Скенектади, штат Нью-Йорк , и Бриджпорте, штат Коннектикут . [50] После завершения проверок готовой продукции образец взрывателей, произведенных из каждой партии, был отправлен в Национальное бюро стандартов, где они были подвергнуты серии строгих испытаний в специально построенной Лаборатории контрольных испытаний. [37] Эти испытания включали испытания при низких и высоких температурах, испытания на влажность и испытания на внезапные толчки.

К 1944 году большая часть американской электронной промышленности сосредоточилась на производстве взрывателей. Контракты на закупку увеличились с 60 миллионов долларов США в 1942 году до 200 миллионов долларов США в 1943 году, до 300 миллионов долларов США в 1944 году и достигли 450 миллионов долларов США в 1945 году. По мере увеличения объема в игру вступила эффективность, и стоимость взрывателя снизилась с 732 долларов США в 1942 году до 18 долларов США в 1945 году. Это позволило закупить более 22 миллионов взрывателей примерно за один миллиард долларов США (14,6 миллиарда долларов США в 2021 году [51] ). Основными поставщиками были Crosley , RCA , Eastman Kodak , McQuay-Norris и Sylvania . Также было более двух тысяч поставщиков и субпоставщиков, от производителей пороха до механических цехов. [52] [53] Это было одно из первых применений печатных схем в массовом производстве . [54]

Развертывание

Ванневар Буш , глава Управления научных исследований и разработок США (OSRD) во время войны, приписывал неконтактному взрывателю три существенных эффекта. [55]

Сначала взрыватели использовались только в ситуациях, когда их не могли захватить немцы. Они использовались в наземной артиллерии в южной части Тихого океана в 1944 году. Также в 1944 году взрыватели были выделены Командованию противовоздушной обороны британской армии , которое было занято защитой Британии от летающих бомб V-1. Поскольку большинство британских тяжелых зенитных орудий были развернуты в длинной, узкой прибрежной полосе (оставляя внутреннюю часть суши свободной для истребителей-перехватчиков), неразорвавшиеся снаряды падали в море, находясь в безопасности вне досягаемости захвата. В ходе немецкой кампании V-1 доля летающих бомб, которые были уничтожены, пролетая через прибрежный пояс орудий, выросла с 17% до 74%, достигнув 82% в течение одного дня. Незначительной проблемой, с которой столкнулись британцы, было то, что взрыватель был достаточно чувствительным, чтобы взорвать снаряд, если он пролетал слишком близко к морской птице, и было зафиксировано несколько «убийств» морской птицы. [57]

Пентагон отказался разрешить союзной полевой артиллерии использовать взрыватели в 1944 году, хотя ВМС США стреляли зенитными снарядами с неконтактными взрывателями в битве при Геле в июле 1943 года во время вторжения на Сицилию. [58] После того, как генерал Дуайт Д. Эйзенхауэр потребовал, чтобы ему разрешили использовать взрыватели, 200 000 снарядов с взрывателями VT (кодовое название «POZIT» [59] ) были использованы в битве в Арденнах в декабре 1944 года. Они сделали тяжелую артиллерию союзников гораздо более разрушительной, поскольку все снаряды теперь взрывались непосредственно перед ударом о землю. [60] Немецкие дивизии были застигнуты врасплох, поскольку они чувствовали себя в безопасности от огня с прицелом, поскольку считалось, что плохая погода помешает точному наблюдению. Американский генерал Джордж С. Паттон приписал введение неконтактных взрывателей спасению Льежа и заявил, что их использование требует пересмотра тактики ведения сухопутной войны. [61]

Бомбы и ракеты, оснащенные радиовзрывателями, находились на ограниченном вооружении как ВВС США , так и ВМС США в конце Второй мировой войны. Основными целями для этих бомб и ракет с дистанционным взрывателем были зенитные огневые точки и аэродромы . [62]

Типы датчиков

Радио

Радиочастотное зондирование ( радар ) является основным принципом обнаружения артиллерийских снарядов.

Устройство, описанное в патенте времен Второй мировой войны [63], работает следующим образом: оболочка содержит микропередатчик , который использует корпус оболочки в качестве антенны и излучает непрерывную волну примерно 180–220 МГц. Когда оболочка приближается к отражающему объекту, создается интерференционная картина. Эта картина меняется с сокращением расстояния: каждые полдлины волны на расстоянии (половина длины волны на этой частоте составляет около 0,7 метра) передатчик входит или выходит из резонанса. Это вызывает небольшую цикличность излучаемой мощности и, следовательно, тока питания генератора около 200–800 Гц, частоты Доплера . Этот сигнал посылается через полосовой фильтр , усиливается и запускает детонацию, когда он превышает заданную амплитуду. [ необходима цитата ]

Оптический

Оптическое зондирование было разработано в 1935 году и запатентовано в Великобритании в 1936 году шведским изобретателем, вероятно Эдвардом В. Брандтом, с использованием петоскопа . Впервые оно было испытано как часть детонационного устройства для бомб, которые должны были сбрасываться на бомбардировщики, часть концепции «бомбы на бомбардировщиках» Министерства авиации Великобритании. Оно рассматривалось (и позже запатентовано Брандтом) для использования с зенитными ракетами, запускаемыми с земли. Тогда оно использовало тороидальную линзу, которая концентрировала весь свет из плоскости, перпендикулярной главной оси ракеты, на фотоэлементе. Когда ток ячейки изменялся на определенную величину за определенный промежуток времени, происходила детонация.

Некоторые современные ракеты класса «воздух-воздух» (например, ASRAAM и AA-12 Adder ) используют лазеры для инициирования детонации. Они проецируют узкие лучи лазерного света перпендикулярно полету ракеты. Когда ракета движется к своей цели, энергия лазера просто излучается в космос. Когда ракета проходит мимо своей цели, часть энергии попадает на цель и отражается к ракете, где детекторы ее обнаруживают и взрывают боеголовку.

Акустический

Акустические взрыватели с неконтактным действием приводятся в действие акустическими эмиссиями от цели (например, двигателя самолета или винта корабля). Приведение в действие может осуществляться либо через электронную схему, соединенную с микрофоном или гидрофоном , либо механически с использованием резонирующего вибрационного язычка, соединенного с мембранным тоновым фильтром. [64] [65]

Во время Второй мировой войны немцы разрабатывали по крайней мере пять акустических взрывателей для зенитного применения, хотя ни один из них не был принят на вооружение. Наиболее продвинутым в плане разработки из немецких акустических взрывателей был Rheinmetall-Borsig Kranich (по-немецки « журавль »), который представлял собой механическое устройство, использующее мембранный тональный фильтр, чувствительный к частотам от 140 до 500 Гц, соединенный с резонирующим вибрационным герконом, используемым для поджигания электрического воспламенителя. Управляемые ракеты Schmetterling , Enzian , Rheintochter и X4 были разработаны для использования с акустическим неконтактным взрывателем Kranich. [64] [66]

Во время Второй мировой войны Национальный исследовательский комитет по обороне (NDRC) исследовал использование акустических взрывателей для зенитного оружия, но пришел к выводу, что существуют более перспективные технологические подходы. Исследование NDRC выделило скорость звука как основное ограничение в разработке и использовании акустических взрывателей, особенно в отношении ракет и высокоскоростных самолетов. [65]

Гидроакустическое воздействие широко используется в качестве механизма подрыва для морских мин и торпед . Вращающийся в воде винт корабля производит мощный гидроакустический шум, который может быть уловлен с помощью гидрофона и использован для самонаведения и подрыва. Механизмы воздействия часто используют комбинацию акустических и магнитно-индукционных приемников. [67] [68]

Магнитный

Немецкая магнитная мина времен Второй мировой войны, которая упала на землю вместо воды.

Магнитное зондирование может применяться только для обнаружения огромных масс железа, таких как корабли. Оно используется в минах и торпедах. Взрыватели этого типа могут быть обезврежены размагничиванием , использованием неметаллических корпусов для кораблей (особенно тральщиков ) или магнитными индукционными петлями, установленными на самолетах или буксируемых буях .

Давление

Некоторые морские мины используют взрыватели давления, которые способны обнаружить волну давления корабля, проходящего над головой. Датчики давления обычно используются в сочетании с другими технологиями детонации взрывателей, такими как акустическая и магнитная индукция . [68]

Во время Второй мировой войны были разработаны взрыватели, активируемые давлением, для палок (или поездов) бомб , чтобы создавать надземные воздушные взрывы . Первая бомба в палке была оснащена ударным взрывателем , в то время как другие бомбы были оснащены чувствительными к давлению диафрагменными детонаторами. Взрыв первой бомбы использовался для активации взрывателя второй бомбы, которая взрывалась над землей и в свою очередь детонировала третью бомбу, и этот процесс повторялся до последней бомбы в цепочке. Из-за поступательной скорости бомбардировщика бомбы , оснащенные детонаторами давления, взрывались примерно на одной высоте над землей по горизонтальной траектории. Такая конструкция использовалась как в британском No.44 "Pistol", так и в немецком Rheinmetall-Borsig BAZ 55A взрывателях. [64] [65]

Галерея

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Обратный сигнал обратно пропорционален четвертой степени расстояния.

Ссылки

  1. ^ "Hopkins Engineer Dies". The Washington Post . 25 июня 1982 г. ISSN  0190-8286 . Получено 9 июня 2020 г.
  2. ^ Салливан, Уолтер (8 февраля 1984 г.). «Аллен В. Эстин умер в возрасте 79 лет; возглавлял Бюро стандартов». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 9 июня 2020 г.
  3. ^ Бирч, Дуглас (11 января 1993 г.). «Секретное оружие Второй мировой войны: Хопкинс разработал неконтактный взрыватель». baltimoresun.com . Получено 9 июня 2020 г. .
  4. ^ Хинман, Уилбур С. (1957). «Портрет Гарри Даймонда». Труды IRE . 45 (4): 443. doi :10.1109/JRPROC.1957.278430.
  5. Музей нашего индустриального наследия (15 октября 2012 г.). Бесконтактный взрыватель — секретное оружие Второй мировой войны . Получено 24 июня 2024 г. — через YouTube.
  6. ^ Кирби, М. В. (2003). Операционные исследования в войне и мире: британский опыт с 1930-х по 1970 год. Imperial College Press. стр. 94. ISBN 978-1-86094-366-9.
  7. ^ Engage Veterans | The Deadly Fuze , получено 9 июня 2020 г.
  8. Бакстер 1968, стр. 221.
  9. ^ abcdefghi Бреннан, Джеймс У. (сентябрь 1968 г.). «Чье детище — бесконтактный взрыватель?». Труды Военно-морского института США . 94 (9): 72–78.
  10. ^ abc Baxter 1968, стр. 222.
  11. ^ Браун, Луис (июль 1993 г.). «Близостовой взрыватель». Журнал IEEE Aerospace and Electronic Systems . 8 (7): 3–10. doi :10.1109/62.223933. S2CID  37799726.
  12. ^ «Определение инноваций». www.jhuapl.edu . Получено 26 января 2022 г. .
  13. ^ Кляйн, Мори (2013). Призыв к оружию: мобилизация Америки для Второй мировой войны . Нью-Йорк: Bloomsbury Press. стр. 651–652, 838 прим. 8. ISBN 978-1-59691-607-4.
  14. ^ Томпсон, Гарри С.; Майо, Лида (1960), Департамент артиллерийского вооружения: закупки и поставки , Вашингтон, округ Колумбия, стр. 123–124.{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  15. ^ Вудбери, Дэвид (1948), Battlefronts of Industry: Westinghouse in World War II , Нью-Йорк, стр. 244–248.{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  16. ^ Паркер, Дана Т. (2013), Строительство победы: производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во время Второй мировой войны , Cypress, Калифорния, стр. 127, ISBN 978-0-9897906-0-4{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  17. Болдуин 1980, стр. 4.
  18. Болдуин 1980, стр. xxxi, 279.
  19. ^ Холмс 2020, стр. 272.
  20. ^ Критическая проблема: История неконтактного взрывателя, представленная Стивеном Филлипсом
  21. ^ Бутемент, У. А. С.; Поллард, П. Е. (январь 1931 г.). «Аппарат береговой обороны». Книга изобретений Королевского инженерного совета .
  22. ^ Swords, SS (1986). tech. История зарождения радара . Питер Перегринус. стр. 71–74.
  23. ^ Бутемент, У. А. С.; и др. (1946). «Точный радар». J. Inst. Elect. Engrs . 73 (часть IIIA): 114–126.
  24. ^ Браун, Луис (1999), История радаров Второй мировой войны , Издательство Института физики, раздел 4.4.
  25. Радиовзрыватель зенитной ракеты (1939–1942) (концептуальная и опытно-конструкторская работа)
  26. ^ Франкланд, Марк (2002). Радиоман: выдающийся взлет и падение КО Стэнли. IET. ISBN 978-0-85296-203-9.
  27. ^ abc Holmes 2020, стр. 304.
  28. ^ Фридланд, Мартин Л. (2002). Университет Торонто: История (1-е изд.). Торонто: Издательство Университета Торонто. С. 354–355. ISBN 978-0802044297.
  29. ^ Бакстер, Джеймс Финни (1946). Ученые против времени. Литтл, Браун. ISBN 978-0598553881.
  30. ^ "Merle Tuve". www.aip.org . 17 апреля 2015 г. . Получено 10 июня 2020 г. .
  31. Холмс 2020, стр. 304–305.
  32. ^ Холмс 2020, стр. 306.
  33. ^ ab Research and Development of Material Engineering Design Handbook Ammunition Series: Fuzes, Proximity, Electrical Часть первая (U) (PDF) . US Army Materiel Command. 1963. Архивировано из оригинала (PDF) 29 марта 2018 года . Получено 26 января 2012 года .
  34. ^ ab Cochrane, Rexmond (1976). Меры прогресса: история Национального бюро стандартов (PDF) . Arno Press. стр. 388–399. ISBN 978-0405076794. Архивировано из оригинала (PDF) 2 августа 2017 г. . Получено 18 июня 2018 г. .
  35. ^ Хинман, Уилбур младший (1957). «Портрет Гарри Даймонда». Труды IRE . 45 (4): 443–444. doi :10.1109/JRPROC.1957.278430.
  36. ^ "Artillery Proximity Fuses". warfarehistorynetwork.com . Архивировано из оригинала 12 июня 2018 года . Получено 18 июня 2018 года .
  37. ^ abc "Radio Proximity Fuzes" (PDF) . Получено 18 июня 2018 г. .
  38. ^ ab Джонсон, Джон; Бьюкенен, Дэвид; Бреннер, Уильям (июль 1984 г.). «Отчет об исторических свойствах: лаборатории Гарри Даймонда, Мэриленд и исследовательский центр спутниковых установок в Вудбридже, Вирджиния и полевой испытательный центр Блоссом-Пойнт, Мэриленд». Defense Technical Information Center . Архивировано из оригинала 9 июня 2017 г.
  39. ^ Хейнс, Джон Эрл; Клер, Харви, Венона, Расшифровка советского шпионажа в Америке , стр. 303
  40. ^ Холмс 2020, стр. 274.
  41. Бакстер 1968, стр. 224.
  42. ^ Хоуэт, Линвуд С. (1963). История связи и электроники в ВМС США. Издательство правительства США. стр. 498. LCCN  64-62870.
  43. Бюро артиллерийского обеспечения, 1946, стр. 32–37.
  44. Бюро вооружений 1946, стр. 36 показывает пятую трубку, диод , используемый для функции подавления волн с низкой траекторией (WSF).
  45. ^ Смит, Питер С. Камикадзе: Умереть за императора. Pen and Sword, 2014, стр.42
  46. ^ "Summary of the Work of Division 4" (PDF) . Summary Technical Report of the National Defense Research Council (Report). 1946. стр. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 12 ноября 2020 г. . Получено 26 ноября 2020 г. .
  47. ^ Роуленд, Буфорд; Бойд, Уильям Б. (1953). Бюро артиллерийского обеспечения ВМС США во Второй мировой войне. Вашингтон, округ Колумбия: Бюро артиллерийского обеспечения, Департамент ВМС. стр. 279.
  48. Инженерный корпус армии США (8 августа 2008 г.). «Запрос информации о районе поражения боеприпасами в Ислета-Пуэбло» (PDF) . Новости Ислета-Пуэбло . Том 3, № 9. стр. 12. Архивировано (PDF) из оригинала 26 марта 2017 г.
  49. Военно-морской флот вручает высокую награду людям из Wurlitzer. Журнал Billboard. 15 июня 1946 г.
  50. ^ Миллер, Джон Андерсон (1947), «Люди и Вольты на войне», Nature , 161 (4082), Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Company: 113, Bibcode : 1948Natur.161..113F, doi : 10.1038/161113a0 , S2CID  35653693
  51. ^ «Рассчитайте стоимость 1 доллара в 1945 году. Сколько он стоит сегодня?». www.dollartimes.com . Получено 1 сентября 2021 г. .
  52. ^ Шарп 2003.
  53. Болдуин 1980, стр. 217–220.
  54. ^ Эйслер, Пол; Уильямс, Мари (1989). Моя жизнь с печатной схемой . Lehigh University Press. ISBN 978-0-934223-04-1.
  55. Буш 1970, стр. 106–112.
  56. ^ ab Bush 1970, стр. 109.
  57. ^ Добинсон, Колин (2001). Командование ПВО: Противовоздушная оборона Великобритании во Второй мировой войне . Метуэн. стр. 437. ISBN 978-0-413-76540-6– через Интернет-архив.
  58. ^ Поттер, Э. Б.; Нимиц, Честер В. (1960). Sea Power . Englewood Cliffs, Нью-Джерси: Prentice-Hall. стр. 589–591. ISBN 978-0137968701– через Интернет-архив.
  59. ^ Альберт Д. Хелфрик (2004). Электроника в эволюции полета. Texas A&M UP. стр. 78. ISBN 978-1585444137.
  60. ^ Рик Аткинсон (2013). The Guns at Last Light: The War in Western Europe, 1944-1945. Henry Holt and Company. С. 460–462, 763–764. ISBN 978-1429943673.
  61. Буш 1970, стр. 112.
  62. ^ "Summary of the Work of Division 4" (PDF) . Summary Technical Report of the National Defense Research Council (Report). 1946. стр. 8. Архивировано из оригинала (PDF) 12 ноября 2020 г. . Получено 26 ноября 2020 г. .
  63. US 3152547, Кайл, Джон В., «Радиовзрыватель с неконтактным управлением», выдан 04.12.1950 
  64. ^ abc Хогг, Ян (1999). Немецкое секретное оружие Второй мировой войны . Frontline Books. стр. 120–122. ISBN 978-1-8483-2781-8.
  65. ^ abc "Глава 2. Неконтактные и дистанционные взрыватели" (PDF) . Сводный технический отчет Национального совета по оборонным исследованиям (отчет). 1946. стр. 17–18. Архивировано из оригинала (PDF) 12 ноября 2020 г. . Получено 26 ноября 2020 г. .
  66. ^ Залога, Стивен (2019). Немецкие управляемые ракеты Второй мировой войны . Bloomsbury Publishing. ISBN 978-1-4728-3179-8.
  67. ^ Белошицкий, ВП; Багинский, Ю.М (1960). Оружие подводного удара (Репортаж). Военное издательство. Архивировано из оригинала 3 декабря 2020 года.
  68. ^ ab Эриксон, Эндрю; Голдштейн, Лайл; Мюррей, Уильям (2009). Китайская минная война . Военно-морской колледж. стр. 12–17. ISBN 978-1-884733-63-5.

Библиография

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки