二战终结日本的3大高科技徘徊的无谋剑士：一是原子弹，二是雷达，三是啥？

前几天看“局座”张召忠的一个视频，说二战时，炮打飞机，如果拉10卡车的炮弹，能打落一架飞机，就算是优秀的了。 此语令人诧异：10卡车，得几千发炮弹？几千发炮弹才勉为其难打落一架飞机，飞机咋那么难打？ 今天，飞春读传就来详细说说这段历史，以及科技带来的武器之变，对终结二战日本法西斯的影响。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 一、高射炮咋打飞机的？ 打掉一架飞机，需要多少炮弹？ 想回答这个问题，得先说清高炮的发射原理。 高射炮，产生于一战防空作战，它与飞机的关系，类似矛与盾的关系。飞机为了攻击地面部队，它是为了防空，把飞机打下来。 这飞机空中自由飞，下面的高射炮就要能自由地转动。 所以，这就要求高射炮的炮膛能上下左右调整。 如此高大笨重的炮车，它的移动和瞄准，不是一个人能干得了的。 以二战时应用最广泛的“博福斯M34型”40毫米高炮为例，它的操作台上有3个座位，左右各1个操作手，后面一个指挥官。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ M34 右侧的位置是副炮手，负责操控炮膛左右方向的旋转。 左侧的是管发射的炮手，负责高低的调整，以及踩下踏板机关，进行火炮的击发。 旁边还有一个站立的专门搬炮弹、装炮弹的助手。 后面坐着的是火炮指挥官，负责观测目标、命令开火，以及观察射击效果。 所以，操作一架高射炮，得四五个人，多的八九个人编成一组，团队密切配合，在飞机来时才能快速实施射击。 这就决定了高射炮的效率低下。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 而且那时还没有雷达预警，雷达是在二战末期才运用到战场的另一高科技。 我们来脑补一下打飞机的场景和过程： 情报报告，今天上午将有飞机从西南方向来犯我军。瞭望手就开始用望远镜不停地瞅啊瞅，终于发现一个细小的东西向这边移动，马上调动火炮，进行瞄准。 这个过程很关键。 炮车就位，炮手摇动上下、左右位置后，调整好方向，然后搬来炮弹，准备发射。 此时，最重要的，是测算飞机到来的路径、时间、高度、距离、速度，然后算出炮弹发射后爆炸的位置，由此确定炮膛发射时的具体角度和方位，以及最重要的，设定好延时爆炸时间。 这一系列动作，需要在有限的时间内，紧张而快速地完成。 可见，这炮打飞机，是团队分工合作，“项目化运作”，效率是多么的低。 有人说，炮打飞机这么麻烦，有没有更好的方法打飞机呢？ 没有。 当时的科技水平，能抵御飞机来犯的，只有飞机和高射炮。 所以，高射炮效率低下也得用，低有低的方法，笨有笨的好处，那就是大批量使用，集群高密度发射。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 二、打下一架飞机的成本有多大？ 明枪易躲，暗箭难防。 飞机居高临下，发现和躲避一架高射炮发来的炮弹，还是相对容易的。 为了防止飞机躲避，提高命中率，地下的高射炮，就需要组团发射。 M34高射炮，每分钟可发80发炮弹。几十门、上百门的高射炮不停地开火，就可以在飞机必经之处，打出一个爆炸的“雷区”、“弹幕”，飞机只要过来，就让它九死一生。 二战时，德国在本土重要城市和工业区上空，用最密集的高射炮打造了一片“死亡弹幕”，一亲历的美国轰炸机驾驶员，曾这样形容它恐怖：“天空中飞行的炮弹，多得可以在上面走路了！” 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 成百上千发的炮弹，就这样在高空全面开花，纵使飞机腾挪转移，以几千发炮弹拦截、击落一架飞机，还是比较靠谱的。 只是，这样的代价太高了。 美国海军在二战后就统计指出，使用普通炮弹需要2800发以上，才能击落一架飞机。 因此，高炮和炮弹击落一架飞机的成本，远远高于被击落的飞机本身，是飞机的好几倍。 其实，高炮操作繁杂、效率低只是一方面，致使它击落飞机效率底下的另一个核心因素，是引信的控制。 手榴弹拉开引信，扔出去数秒后爆炸，如果人躲得及时，就不会炸伤。飞机躲在空中躲避高射炮，道理一样。 也就是说，你设定好了时间，飞机却躲过去了，炮弹在不该爆炸的时间和空间爆炸了。该爆炸的时候，飞机即使擦身而过，可能它时间不到，也不会爆炸。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 这就很让人苦恼。 这一切，都是炮弹内的引信使然。 当时的炮弹引信，可分2种： ①撞击式引信 也就是通过机械力的作用，炮弹击中了目标机身，激发了弹壳内的起爆装置，炮弹爆炸，击毁目标。 这一理论上很完美的爆炸方式，在高空中十分脆弱，因为数千米之外的高空，很难瞄准细小而又在不停躲避的机身。 用在低空飞行物上还可以，对几千米、上万米高空的飞机来说，驾驶员就呵呵了。 你用手枪在50米外打一个移动的目标，和在500米外打一个移动目标，命中率截然不同。道理一样。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ ②延时式引信 这是一种类似闹钟的机械式拨盘，上面有刻度，可大概在30秒内自由设定起爆时间。 这个时间，需要炮手团队用测高仪来计算出，然后告诉炮手，调整时间、装炮、发射。 可见，延时引信的核心是精准预测飞机的高度，计算炮弹的起爆时间，这也是神炮手的看家本领。 然而，预测得再精准，如果遇到飞机如燕子般能灵活调整，那么不论是撞击式还是延时式，都会效果大打折扣。 尤其是在1940年9月日本零式飞机研发出来后，它的小巧轻薄敏捷，它的转弯半径、爬升速度，是当时全世界为之惊叹的。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 所以，以上3个因素：操作繁琐、起爆效率低、飞机易躲难防，是二战前期两三千发炮弹，才能打下一架飞机的主要原因。 那么，问题来了，有矛必有盾，日本生产出来了强悍的零式飞机，如何破？ 这就是第二个今天要说的话题：零式飞机的克星：VT信管。 三、VT信管的起爆原理 战争富裕了军火商，催生了高科技。 纵观历史，激励科学家们高效投入科研的，多是战争威逼之下，不惜巨额资金投入，使其创造出更强大的武器，取得战场控制权。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 为了解决炮打飞机效率底下的缺陷，二战西方主要参战国，都在研发更好的引信。 其核心，都想让炮弹既不依时间起爆，也不依撞击起爆，而是依抵达飞机的距离起爆，在更大的范围内，提升“致机一命”的可能性。 1940年，美国通过一份与原子弹研究同时进行的秘密提案，由美国海军装备局联合约翰·霍普金斯大学应用物理研究室，和美国科技及研究局，协同开始了新型炮弹引信的研究。 在1941年日本偷袭珍珠港前，他们完成了相关研究和设计工作，这，就是VT信管。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ VT引信炮弹 VT，variable time的缩写，即“变时”。 VT引信，即根据爆炸物的远近，智能、自动地调整起爆时间。 这太厉害了，是炮弹的根本性革命。 有了这技术，打飞机再也不用靠“懵”了。 这项技术的核心，是利用弹壳内的一个无线电波发射装置，自动发出特殊频率的电波，电波遇到金属机身会反射，根据反射回来的电波起爆，炸毁附近的目标。 这里有个核心的核心，那就是弹壳内那个发电波、收电波、激发点火的小部件——微型真空管。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 它一时难住了美国科学家。 因为它的工作环境太苛刻，它不但及其小，要塞进炮弹里，而且须要在炮弹飞行的过程中工作，要克服比自身重量大2万倍的加速度，以及每秒500转的自旋。 就这一个瓶颈，让美国耗资数亿美金，聚集了国内全部顶尖物理学家，动员了100多家美国公司，反复实验，终于在1942年底，基本研究成功。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 微型真空管 简要说一下它的工作过程： →①炮手踏下机关，VT炮弹经炮膛旋转发射而出； →②电解液甩到电极板上，产生电流，经过电容输入无线电真空管； →③真空管产生电波，向炮弹15或20米外的范围，发射特定频率的无线电波； →④在范围内遇到目标，电波反射回来另一种频率的电波； →⑤反射回来的电波，被弹壳内的振荡器吸收，振荡器产生波纹电子脉冲； →⑥脉冲经电容放大成电流，电流触发主雷管内的点火装置，起爆； →⑦炮弹爆炸产生强力冲击波和碎片，杀伤敌机。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 发射电波 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 遇到目标 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 起爆 就转移，一个精确控制的起爆过程，几乎完美呈现，它实现了近身杀伤，精准高效，堪为历史革命！ 1943年1月5日，首个VT引信炮弹，装载于美国轻型驱逐舰“海伦娜”号上，在南太平洋上空，对疯狂来袭的日本零式飞机致命一击，成功将其击落。 这，就是科技的力量。 这，也是国家实力的较量。 当时的德国、日本等，包括英国，都先于美国在研发这种技术，但能斥资数亿美元，动用100多家公司的，只有美国。 之后，美国共生产了2200万枚VT炮弹，日本零式飞机不再是神话。原先2800发炮弹换一架飞机的历史，变成了300发：1架，效率近乎原来的10倍。 纵然1944年10月，日本灭亡之前绝望地启用了自杀式神风特攻队，也抵挡不了VT对它的精确打击。终结日本空中优势的，就是VT信管。 二战终结日本的3大高科技：一是原子弹，二是雷达，三是啥？ 研发VT信管 有了它，美军折冲日敌，稳操胜券，战后美国军方报告称： “雷达、原子弹和VT信管，是二战中美国军队最伟大的3项技术发明和应用成就。” 而实际上，最后终结疯狂法西斯日本的，也正是这3项高科技。 正如美国海军舰队总司令恩斯特·约瑟夫·金恩所说： “VT信管的开发，是将合众国引向胜利的主要科学功绩，这种独特的装置，保护了海军舰队，帮助我们迅速向西跃进，走向日本本土。” “如果没有这种装置，我们将付出无可估量的军舰和人员损失。”