这种炮弹居然会拐弯

1945年5月，150架神风特攻队飞机疯狂的扑向位于冲绳附近的两艘美国驱逐舰，他们怀着必死的决心准备同敌人一起葬身大海。

可他们失算了，整整150架飞机，全部被这两艘驱逐舰的防空火炮给击落。他们是葬身大海了，但对手仍然浮在海面。这怎么可能！要知道，二战早期，最乐观的估计，击落一架飞机至少也需要发射2000枚以上的炮弹。你自己算算，这里有150架，那至少得发射30万枚炮弹才行。

可二战期间美国的“弗莱彻”级驱逐舰，每门5英尺高平两用炮的备弹量约为350枚，全舰5门加起来也就才1750枚而已，差了将近200倍。所以，它到底是怎么做到的？

大家好我是火箭叔，因为此时的盟军，手中已经握有一款绝密武器了，它就是近炸引信。今天，我们来聊聊它的故事。

在早期的防空和炮火作战中，炮弹一般采用两种引信：一种是直接碰炸型，只有当炮弹与目标直接接触时才会爆炸；另一种是机械定时型，发射前预先设定好延时，让炮弹在预计目标位置附近爆炸。那问题就来了，飞行中的目标常常在不断机动，炮弹与目标的距离难以精确控制。

结果，不管是碰炸还是定时，都很容易出现提前或延后引爆的情况，导致爆炸效果不足，甚至造成无效射击。可以说，传统引信让炮弹的使用效率大大降低，防空和地面火力支援常常要依靠大量炮弹来弥补命中率低下的缺陷。

当1940年9月德国空军的轰炸机群像蝗虫一般扑向伦敦时，一位英国炮兵曾苦笑着说：“这就像在漆黑的房间里用豆子枪打苍蝇。”当时的统计令人绝望：击落一架飞机平均需要近2000发炮弹，甚至有人私下抱怨：“我们的炮弹不是在打飞机，而是在给德国人放礼花。”

所以改变必须发生。

当时雷达技术已经诞生，所以大家一开始都把思路放在了如何利用雷达来让炮弹自己探测到有没有接近目标上。欸，这不是现在导弹玩的那套吗？所以这个想法在当时还是太超前了，很多条件根本就不具备，于是逐渐被放弃。但美国人没有，他们决定要挑战一下极限——把一套不可能的系统放到一个不可思议的环境里。

炮弹在发射时，会经历极高的加速度，其G值可能高达20000左右。同时，由于炮管内的膛线设计，炮弹在飞出炮口后还会高速旋转。这种剧烈的震动和离心力会对炮弹内部的任何零件造成巨大压力。要让近炸引信中的电子装置在这样恶劣的条件下正常运作，设计师们必须将所有元件做得非常微小，并且结构要非常坚固。而在那个年代，电子设备主要依靠真空管工作，普通的真空管体积较大且容易损坏。为此，科学家们开发出了一种微型化的真空管，这种真空管不仅体积小、重量轻，而且能在剧烈震动和高速旋转下保持正常工作。通过这种微型化设计，近炸引信内的发射器、接收器和放大器等核心部件得以装进狭小的炮弹内部，并能够在极端环境中保持稳定。

下一个挑战，来自电池。早期设计中，工程师尝试使用普通干电池，但它存在两个严重的问题：第一，在长时间储存后电力就会逐渐衰减，使其平均寿命不过就三两月而已；第二，当它一旦在不适当的时候意外接通电源，就可能导致引信提前引爆——想象一整个军火库爆炸的情形。为了解决这一难题，工程师们采用了一种创新的供电方式：湿电池设计。

现在你看到的这个红色的东西，是装着液态电解质的玻璃瓶，它与四周的电池板分隔开来，因此不会有电，除非......炮弹发射，在高速旋转产生的离心力作用下，玻璃瓶下方的一个机械装置会解锁，将一根顶针释放出来，从而击碎玻璃瓶。于是电解液迅速释放，与电池板接触，立即激活了电源。

这种设计不仅保证了长期储存时电池电力不衰减，同时也大大降低了因意外供电而引发早期爆炸的风险。对了，这玩意儿不是个玻璃瓶吗？万一在搬运时不小心摔了一下不也容易破吗。工程师想到了，哪怕此时电解液漏了出来也没事，因为它们是需要极高的离心力才能被甩进电池板的缝隙里面的，也就是说，还是得发射。

好，发射，通电激活后，近炸引信到底怎么工作？其核心思路可以用一个简单的比喻来说明。想象一下，你站在一个空旷的地方大声喊话，声音遇到山壁后会反弹回来。当你离墙壁越来越近时，回声会变得越来越响。近炸引信就是利用了类似的原理——它在炮弹内部不断发出一种无线电信号，这个信号就像是“喊话”；当信号遇到敌机或其他目标时，会被反射回来，就像回声一样。由于炮弹与目标之间存在相对运动，反射回来的信号会发生一种“频率上的变化”，这种变化的幅度与两者之间的距离有关。等到炮弹和目标足够接近时，这个变化达到一定程度，引信就会判断：目标就在附近，该引爆了！于是，内置的电子装置迅速触发爆炸装置，使得炮弹在最佳时机爆炸，产生密集的破片，形成一道致命的“碎片雨”。

在近炸引信的帮助下，盟军迅速将平均需要2000发才能命中的炮弹数，降到了100发以内。效果提升如此明显，堪比当年机枪对步枪的进步。所以如此神器，怎么能让敌人知道。一开始，近炸引信只被允许在太平洋上空使用，因为这样即便炮弹没有爆炸也会落进海里面，敌人无从破解。后来随着诺曼底登陆，它的身影才出现在了欧洲上空，但此时它又加了一道保险——如果没有遇上目标爆炸，它会在一个机械延时装置的作用下最终自毁——总之就是一个，你们谁也别想得到它。连生产它的车间都被分割成数十个部门，工人只知道自己组装的是“某种电子元件”。太平洋上绝望的日军不得不承认：“美国人的炮弹会拐弯！”。直到投降后，德国工程师看到实物才恍然大悟：“我们想过这种设计，但以为电子管绝对扛不住炮击！”