近炸引信
近炸引信（英语：Proximity fuze），亦称近爆引信或近发引信，是一种依据与目标距离而决定引爆的雷管。近炸引信的技术可被应用在火炮炮弹、火箭、水雷或鱼雷之上。第二次世界大战期间，盟军发明在炮弹上使用无线电感应的近炸引信，大为提高防空火炮的效力；当时这种引信被称为“VT”（VT指Variable Time，变时）。
近炸引信按感应技术可分为：
- 无线电感应
- 光学感应
- 声学感应
- 磁力感应
无线电感应
历史
在第一次世界大战以后，各国已开始研究依靠距离引爆的引信。当时英国海军因为面对越来越强的空中威胁，研究以无线电感应的近炸引信来加强防空炮火的效力。在此以前，一般火炮所使用的信管主要有三类：撞击引爆、计时引爆、或高度引爆。以撞击引爆的炮弹射击空中目标，必须要炮弹直接击中目标。但是要击中体积细小，在高空快速移动的空中目标是一件极之困难的事。只有对付低空低速目标的速射小口径火炮，才使用撞击引爆。大部份的高射炮是使用计时或依高度引爆炮弹。一般高射炮炮弹爆炸有效杀伤直径可以达数十米，因此只要炮弹在目标附近爆炸即可。使用高度或计时引爆，需要先准确计算或预测目标的高度，发射前先设定炮弹的引爆时间或高度。若果这设定有错，炮弹就算准确对正目标，亦会因过早或过迟引爆而无效。因为命中的机会少，使用计时引爆的对空火炮必须施放大量炮弹，在目标可能经过的地方造成一个弹幕。使用近炸引信，则只需将炮弹向目标方向发射；当炮弹接近目标，二者距离低于信管内的设定限度时，炮弹便会自动引爆，这样将大为提高炮火的效力。
英国在1940年发展出与雷达原理相同的无线电感应近炸引信的原型。美国参战后，在美国科学研究与开发办公室之下完成这种被称为VT信管的设计，并开始大量生产。在二次大战期间，美国一共生产了大约二千二百万枚VT。VT 首次被派上战场是1943年1月5日，轻巡洋舰海伦娜（布鲁克林级轻巡洋舰,5门3联装MK16 6吋/47火炮,8门单管5吋/25火炮）在南太平洋以配有VT 的五吋（127mm）火炮，成功击落一架日军轰炸机。
近炸引信被视为盟军的重要秘密武器，因此在初期一直避免在可能落入敌方手中的情况下使用，一直要到1944年，这限制才被撤销。近炸引信的使用，令美国海军的防空火力有效度大为增加。据战后统计，美军舰载防空火炮的主力，127mm炮使用近炸引信时击落每架敌机平均需要500发炮弹；而使用常规炮弹时则要多四倍，即2000发。在战争末期防御日本神风敢死队攻击的火炮，大部份都得助于近炸引信。美国海军部长詹姆斯·福里斯特尔称赞近炸引信的使用，令美国在太平洋战场上得以大量减少人员及装备的损失。
在欧洲战场上，近炸引信是英国在1944年成功阻挡德国V-1火箭攻势的主要原因之一。击落V-1火箭防空火炮大部份都配备火控雷达及近炸引信这两种新发明。按战后统计，以VT近炸引信击落一枚V-1平均需要150发炮弹，但使用常规炮弹则需要约2800发。
除了被用在防空火炮炮弹，VT亦有被用在对地火炮，以及装置在炸𬊤及火箭之上。当中对地炮火使用了近炸引信后，可以无需观察员指挥，炮弹自动会在地面上十至七十呎的高度爆炸。炸出的碎片及强大压力能杀伤地上无装甲保护的人员，士兵就算是在散兵坑等临时掩体内亦不能幸免。在陆军内，VT 被称为"POZIT"。在1944年底，德军在突出部战役中突袭盟军。美军火炮在12月底的恶劣天气中首次使用POZIT。德军以为在恶劣天气中美军炮兵无法观测，没有防备而伤亡惨重。按事后估计，炮火的威力增加了约七倍。巴顿将军当时称，这种信管将改变战争的方法。
在二次大战后期，美军轰炸日本的炸弹亦配有近炸引信，能够在地面或海面以上预设高度准确爆炸，增强杀伤能力。
结构
二次大战中使用的VT信管，主要结构是使用弹体为天线。信管内藏真空管无线电波发射器，通电后向外放出180至220兆赫的无线电。当弹体接近反射物体时，部份电波被反射。随著炮弹与目标距离减少，多普勒效应使反射电波在发射器的电流内造成200-800赫的低频讯号。这信号经过过滤及放大。当讯号强度超过一定限度时，便进行起爆。整个装置要抵受火炮射击时超过20,000个G的加速度，以及每秒500转的自旋，同时还必须小得可以安放在炮弹的弹头之内。
光学感应
美国在二次大战中同时亦发展出以光学感应的近炸引信，主要用在对空火箭之上。火箭的头部为一镜头，将前方的光集中至引信内的一个光学电池。当接近目标时，电流改变超过某预设界限便会起爆。当时这种信管只能在白天有太阳光时使用。
现代不少的导弹亦使用了光学感应信管，不过现代的光学感应信管多数发出激光，当激光被反射至信管上，便可以得知与目标的距离。与无线电感应的近炸引信相比，光学感应可减少被干扰的可能。
声学感应
以声学感应的近炸引信，曾被设计用在导弹火箭之上。二次大战时德国曾发展利用安装在火箭上的拾音器，侦出飞机发动机的声音用以起爆。但是在战争结束时仍在设计阶段。
现代某些水下武器，包括鱼雷、水雷及深水炸弹等，亦会使用声学感应起爆。
磁力感应
此近炸引信以感应钢铁吸附地磁之磁场起爆，主要用在水雷及鱼雷上。第二次大战初期，德国首次使用磁力感应水雷，空投在英国的水道内。在此以前，水雷多为接触起爆，因此爆炸点接近船只水线，往往只造成破洞及入水。以磁力感应起爆的水雷通常会在船只驶过一半后，在正下方爆炸，爆炸压力透过水传至船身，而甚少泄漏至空气，造成更大破坏。后来英国捡获一枚错投在沙滩的磁力起爆水雷，检验得知其结构后，使用消磁等手法令磁力感应水雷失效。
图库
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120mm HE mortar shell fitted with proximity fuze -
120mm HE mortar shell fitted with M734 proximity fuze -
60mm HE mortar shell fitted with proximity fuze -
A 155mm artillery fuze with selector for point/proximity detonation (currently set to proximity).
参考资料
- http://www.history.navy.mil/faqs/faq96-1.htm （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- https://archive.today/20080306043332/http://www.amc.army.mil/amc/ho/studies/fuze.html
- http://www.smecc.org/radio_proximity_fuzes.htm （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- http://www.microworks.net/pacific/equipment/vt_fuze.htm （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- http://www.smecc.org/pfuze.htm （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- https://web.archive.org/web/20061120081439/http://www.tubedata.org/unknown_sylvania/050123CL/US3166015.pdf
- https://web.archive.org/web/20060824134111/http://www.tubedata.org/unknown_sylvania/050123CL/US3113235.pdf
参考文献
- Baldwin, Ralph B., The Deadly Fuze: The Secret Weapon of World War II, San Rafael, CA: Presidio Press, 1980, ISBN 0-89141-087-2. Baldwin was a member of the (APL) team headed by Tuve that did most of the design work.
- Baxter, James Phinney III, Scientists Against Time, Cambridge, MA: MIT Press, 1968 [1946], ISBN 978-0-262-52012-6
- Bureau of Ordnance, VT Fuzes For Projectiles and Spin-Stabilized Rockets, Ordnance Pamphlet, OP 1480, U. S. Navy Bureau of Ordnance, 15 May 1946 [2017-08-24], （原始内容存档于2020-11-12）
- Bush, Vannevar, Pieces of the Action, New York: William Morrow and Company, Inc., 1970
- Hogg, Ian V., British & American Artillery of World War Two revised, Greenhill Books, 2002, ISBN 978-1-85367-478-5
- Sharpe, Edward A., The Radio Proximity Fuze: A survey, Vintage Electrics, 2003, 2 (1) [2007-01-22], （原始内容存档于2021-03-25）
延伸阅读
- Allard, Dean C., The Development of the Radio Proximity Fuze (PDF), Johns Hopkins APL Technical Digest, 1982, 3 (4): 358–59 [2017-08-24], （原始内容 (PDF)存档于2016-10-09）
- Bennett, Geoffrey, The Development of the Proximity Fuze, Journal of the Royal United Service Institution, 1976, 121 (1): 57–62, ISSN 0953-3559
- Brennan, James W., The proximity fuze. Whose brainchild?, US Naval Institute Proceedings, 1968, 94 (9): 72–78
- Collier, Cameron D., Tiny Miracle: the Proximity Fuze, Naval History (U. S. Naval Institute), 1999, 13 (4): 43–45, ISSN 1042-1920
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part One (PDF), Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, July 1963 [2017-08-24], AMCP 706-211, （原始内容存档 (PDF)于2018-03-29）
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part Two, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-212
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part Three, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-213
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part Four, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-214
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part Five (PDF), Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, August 1963 [2017-08-24], AMCP 706-215, （原始内容存档 (PDF)于2013-04-08）
外部连接
- 1945 newsreel explaining how it works
- Naval Historical Centre - Radio Proximity (VT) Fuzes
- The Radio Proximity Fuze - A survey （页面存档备份，存于互联网档案馆） Southwest Museum of Engineering,Communications and Computation
- Proximity Fuze History （页面存档备份，存于互联网档案馆） Southwest Museum of Engineering,Communications and Computation
- The Proximity (Variable-Time) Fuze （页面存档备份，存于互联网档案馆） - The Pacific War: The U.S. Navy
- The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory