Бесконтактный взрыватель - Proximity fuze

Удаленный из снаряда бесконтактный взрыватель MK53, около 1950-х гг.

А бесконтактный взрыватель (или предохранитель[1][2][3]) это взрыватель который взрывает взрывной устройство автоматически, когда расстояние до цели становится меньше заданного значения. Бесконтактные взрыватели предназначены для поражения таких целей, как самолеты, ракеты, корабли в море и наземные войска. Они обеспечивают более сложный спусковой механизм, чем обычные контактный взрыватель или взрыватель с таймером. По оценкам, он увеличивает летальность в 5-10 раз по сравнению с этими другими взрывателями.[4]

Фон

До изобретения бесконтактного взрывателя детонация вызывалась прямым контактом, таймером, установленным при запуске, или высотомером. Все эти более ранние методы имеют недостатки. Вероятность прямого попадания в небольшую движущуюся цель невысока; снаряд, который не попадает в цель, не взорвется. Взрыватель, срабатывающий по времени или высоте, требует хорошего прогноза наводчиком и точного определения времени по взрывателю. Если что-то не так, то даже точно нацеленные снаряды могут безвредно взорваться до достижения цели или после ее прохождения. В начале Блиц, по оценкам, для сбивания одного самолета требовалось 20 000 снарядов.[5] По другим оценкам, эта цифра достигает 100 000 человек.[6] или всего 2500 снарядов на каждый самолет.[7] С бесконтактным взрывателем ракушка или ракете нужно только пролететь рядом с целью в какой-то момент во время полета. Бесконтактный взрыватель упрощает задачу по сравнению с предыдущими методами.

Бесконтактные взрыватели также полезны для производства воздушные взрывы по наземным целям. Контактный взрыватель взорвался бы при ударе о землю; это было бы не очень эффективно для разбрасывания шрапнели. Можно настроить взрыватель с таймером так, чтобы он взорвался на высоте нескольких метров над землей, но время имеет решающее значение и обычно требует наблюдатели чтобы предоставить информацию для настройки сроков. Наблюдатели могут оказаться непрактичными во многих ситуациях, почва может быть неровной, и в любом случае практика будет медленной. Бесконтактные взрыватели, устанавливаемые на такое оружие, как артиллерия и минометные снаряды решить эту проблему, задав диапазон заданной высоты пакета [например, 2, 4 или 10 м (7, 13 или 33 фута)] над землей, которые выбираются расстрелами. Снаряд разрывается на соответствующей высоте над землей.

Вторая Мировая Война

Идея бесконтактного взрывателя долгое время считалась полезной в военном отношении. Было рассмотрено несколько идей, в том числе оптические системы, которые излучали свет, иногда инфракрасный, и срабатывает, когда отражение достигает определенного порога, различные средства срабатывания заземления, использующие радиосигналы, и емкостной или индуктивные методы, аналогичные металлоискатель. Все они страдали от больших размеров довоенной электроники и их хрупкости, а также сложности необходимых схем.

Британские военные исследователи в Учреждение телекоммуникационных исследований (TRE) Сэмюэл К. Карран, Уильям А. С. Бутемент, Эдвард С. Шир и Амхерст Ф. Х. Томсон придумали идею бесконтактного взрывателя на ранних этапах Вторая Мировая Война.[8] Их система включала в себя небольшую дальность действия, Доплеровский радар. Затем были проведены британские испытания с «невращающимися снарядами», в данном случае с ракетами. Однако британские ученые не уверены, можно ли разработать взрыватель для зенитных снарядов, которые должны выдерживать гораздо более высокие ускорения, чем ракеты. Британцы поделились с Соединенными Штатами широким кругом возможных идей по созданию взрывателя, включая фотоэлектрический взрыватель и радиовзрыватель. Миссия Тизарда в конце 1940 года. Чтобы работать в снарядах, взрыватель должен был быть миниатюрным, выдерживать высокое ускорение пушки и быть надежным.[9]

В Национальный комитет оборонных исследований поставил задачу физику Мерл А. Туве на кафедре земного магнетизма. Также в конечном итоге были привлечены исследователи из Национальное бюро стандартов (это исследовательское подразделение NBS позже стало частью Армейская исследовательская лаборатория ). В 1942 году работа была разделена: группа Туве работала над бесконтактными взрывателями для снарядов, в то время как исследователи Национального бюро стандартов сосредоточились на технически более простой задаче создания бомб и ракет. Работу над радиовзрывателем завершила группа Туве, известная как Секция Т, на Университет Джона Хопкинса Лаборатория прикладной физики (APL).[10] Более 100 американских компаний были мобилизованы на изготовление около 20 миллионов взрывателей снарядов.[11]

Неконтактный взрыватель был одним из важнейших технологических новшеств Второй мировой войны. Это было настолько важно, что это была тайна, охраняемая на том же уровне, что и атомная бомба проект или День Д вторжение.[12][13][14] Адмирал Льюис Л. Штраус написал это,

«Одной из самых оригинальных и эффективных военных разработок Второй мировой войны был взрыватель ближнего действия, или« VT ». Он нашел применение как в армии, так и на флоте, и использовался при обороне Лондона. Хотя ни одно изобретение не выиграло войны, неконтактный взрыватель следует отнести к очень небольшой группе разработок, таких как радар, от которых во многом зависела победа ".[15]

Позже было обнаружено, что взрыватель способен взорвать артиллерийские снаряды в воздушные взрывы, значительно увеличивая их противопехотное действие.[16]

В Германии более 30 (возможно, целых 50)[17] различные конструкции неконтактных взрывателей были разработаны или исследованы для зенитный пользуюсь, но обслуживания не видел.[9] К ним относятся акустические взрыватели, срабатывающие от звука двигателя, один основан на электростатических полях, созданных Rheinmetall Borsig, и радиовзрыватели. В середине ноября 1939 года немецкая трубка неоновой лампы и разработка прототипа бесконтактного взрывателя на основе емкостных эффектов. был получен британской разведкой в ​​рамках отчета Осло..

В послевоенную эпоху был разработан ряд новых систем бесконтактных взрывателей, включая радио, оптические и другие средства. Обычная форма, используемая в современном оружии класса воздух-воздух, использует лазер как оптический источник и время пролета для измерения дальности.

Дизайн в Великобритании

Первое упоминание о концепции радара в Великобритании было сделано W. A. ​​S. Butement и П. Э. Поллард, построивший небольшой макет модель импульсного радара в 1931 году. Они предположили, что система будет полезна для береговая артиллерия единиц, которые могли точно измерить дальность доставки даже ночью. В Военное министерство оказался не заинтересованным в концепции и сказал им работать над другими проблемами.[18][19]

В 1936 г. Министерство авиации взял на себя Усадьба Боудси для дальнейшего развития своих прототипов радарных систем, которые появятся в следующем году как Сеть Главная. Армия внезапно заинтересовалась радаром и послала Бутмента и Полларда в Боудси, чтобы сформировать то, что стало известно как «Армейская ячейка». Их первый проект был возрождением их первоначальной работы по защите побережья, но вскоре им было сказано начать второй проект по разработке радара только для дальнего действия. зенитные орудия.[20]

Когда в конце 1930-х годов эти проекты перешли из стадии разработки в форму прототипа, Бутемент обратил свое внимание на другие концепции, среди которых была идея бесконтактного взрывателя:

... В это дело вступил конструктор радиолокационных установок В.А.С. Бутемент. CD / CHL и GL, с предложением от 30 октября 1939 года для двух типов радиовзрывателей: (1) радиолокационная установка будет отслеживать снаряд, а оператор будет передавать сигнал на радиоприемник во взрывателе, когда дальность действия - сложное для стрелков количество для определения, был таким же, как у цели, и (2) взрыватель будет излучать высокочастотные радиоволны, которые будут взаимодействовать с целью и создавать, как следствие высокой относительной скорости цели и снаряда, доплеровскую частоту сигнал, воспринимаемый осциллятором.[21]

В мае 1940 г. официальное предложение от Бутемента, Эдварда С. Шира и Амхерста Ф. Х. Томпсона было направлено в британское ведомство противовоздушной обороны на основе второй из двух концепций.[8] А макет Схема была построена, и концепция была протестирована в лаборатории путем перемещения листа жести на различные расстояния. Ранние полевые испытания подключили схему к тиратрон спусковой крючок, управляющий установленной на башне камерой, которая фотографировала пролетающий самолет, чтобы определить расстояние срабатывания взрывателя.

Затем в июне 1940 г. были изготовлены опытные образцы взрывателей, которые были установлены в г.невращающиеся снаряды ", британское название для твердотопливных ракеты, и стреляли по целям, поддерживаемым воздушными шарами.[8] Ракеты имеют относительно низкое ускорение и не вызывают вращения. центробежная сила, поэтому нагрузки на хрупкий электронный предохранитель относительно мягкие. Было понятно, что ограниченное приложение не было идеальным; Неконтактный взрыватель будет полезен для всех типов артиллерии и особенно для зенитной артиллерии, но у них очень высокое ускорение.

Уже в сентябре 1939 г. Джон Кокрофт начал разработку в Pye Ltd. разработать трубы, способные противостоять этим гораздо большим силам.[22] Исследование Пая было передано в Соединенные Штаты как часть технологического пакета, предоставленного Миссия Тизарда когда Соединенные Штаты вступили в войну. Группа Пая, очевидно, не могла заставить свои прочные пентоды надежно функционировать под высоким давлением до 6 августа 1941 года, после успешных испытаний американской группы.[23][24]

В поисках краткосрочного решения проблемы с клапанами в 1940 году британцы заказали 20 000 миниатюрных трубок у Western Electric Company и Радиокорпорация Америки которые были предназначены для использования в слуховые аппараты. Американская команда под командованием адмирала Гарольд Г. Боуэн, старший правильно сделал вывод, что трубы предназначались для экспериментов с неконтактными взрывателями для бомб и ракет.[9]

В сентябре 1940 г. Миссия Тизарда поехал в США, чтобы познакомить своих исследователей с рядом разработок в Великобритании, и там была поднята тема бесконтактных взрывателей. Подробности британских экспериментов были переданы в Лаборатория военно-морских исследований США и Национальный комитет оборонных исследований (NDRC).[8] Информация также была передана Канада в 1940 г. и Национальный исследовательский совет Канады поручили работу над взрывателем группе на Университет Торонто.[25]

Улучшение в США

До и после получения схемотехнических решений от британцев Ричард Б. Робертс, Генри Х. Портер и Роберт Б. Броуд провели различные эксперименты под руководством председателя секции T NDRC. Мерл Тув.[8] Группа Туве на протяжении всей войны была известна как Секция T, а не APL.[26] Как позже сказал Тув в интервью: «До нас доходили слухи о схемах, которые они использовали в ракетах в Англии, затем они передали нам схемы, но я уже сформулировал их в ракетах, бомбах и снарядах».[24][27] Как поняла Туве, схема взрывателя была элементарной. По его словам, «одной 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 повсюду».[24] Важнейшая работа по адаптации взрывателя для зенитных снарядов была проделана в США, а не в Англии.[28] Туве утверждала, что, несмотря на то, что она была довольна результатом Butement et al. против Вариана патентный иск (который сэкономил ВМС США миллионы долларов), конструкция взрывателя была доставлена Миссия Тизарда был "не тот, кого мы заставили работать!"[29]

Ключевое улучшение было внесено Ллойд Беркнер, который разработал систему, использующую отдельные схемы передатчика и приемника. В декабре 1940 года Туве пригласила Гарри Даймонд и Уилбур С. Хинман младший из Соединенных Штатов Национальное бюро стандартов (NBS), чтобы исследовать улучшенный взрыватель Беркнера и разработать бесконтактный взрыватель для ракет и бомб, которые будут использоваться против немцев. Люфтваффе.[8][30][31]

Всего за два дня Diamond смогла разработать новую конструкцию взрывателя и продемонстрировать его осуществимость посредством обширных испытаний на военно-морском испытательном полигоне в Дальгрене, штат Вирджиния.[32][33] 6 мая 1941 года группа NBS построила шесть взрывателей, которые были помещены в сбрасываемые с воздуха бомбы и успешно испытаны на воде.[8]

Учитывая их предыдущую работу над радио и радиозондами в NBS, Даймонд и Хинман разработали первый полностью твердотельный[когда? ][требуется разъяснение ] радиодоплеровский бесконтактный взрыватель, в котором использовался Эффект Допплера отраженных радиоволн с помощью устройства диодного детектора, которое они разработали.[31][34][35] Использование эффекта Доплера, разработанного этой группой, позже было включено во все радиовзрыватели для бомб, ракет и минометов.[30] Позже Отдел разработки боеприпасов Национального бюро стандартов (который стал Гарри Даймонд Лаборатории - а позже слились с Армейская исследовательская лаборатория - в честь своего бывшего начальника в последующие годы) разработал первую автоматизированную технологию производства бесконтактных радиовзрывателей по невысокой цене.[35]

В середине 1940-х годов, работая на оборонного подрядчика, советский шпион Юлиус Розенберг украл действующий образец американского неконтактного взрывателя и передал его советской разведке.[36] Это не был взрыватель для зенитных снарядов, самого ценного типа.[37]

В США NDRC сосредоточилась на радиовзрывателях для использования с зенитной артиллерией, где ускорение достигало 20000грамм в отличие от около 100грамм для ракет и тем более для сброшенных бомб.[38] В дополнение к экстремальному ускорению, артиллерийские снаряды раскручивались от нарезов стволов орудия до скорости около 30 000 об / мин, создавая огромную центробежную силу. Работаю с Western Electric Company и Компания Raytheon, миниатюрные слуховые аппараты были модифицированы, чтобы выдерживать такие экстремальные нагрузки. При испытаниях в январе 1942 г. взрыватель Т-3 имел 52% успеха по водной цели. ВМС США принял эту частоту отказов. 12 августа 1942 г. начались испытания в моделируемых боевых условиях. Пушечные батареи на борту крейсера. USSКливленд (CL-55) испытаны боеприпасы с бесконтактными взрывателями по целям радиоуправляемых дронов более Chesapeake залив. 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.[8][39]

Особенно удачным применением стал 90-мм снаряд с взрывателем VT с SCR-584 РЛС автоматического сопровождения и электронная М-9 компьютер управления огнем. Комбинация этих трех изобретений позволила сбить многие Летающие бомбы Фау-1 нацелены на Лондон и Антверпен, в противном случае трудные цели для зенитных орудий из-за их малых размеров и высокой скорости.

VT (переменное время)

Взрыватель союзников использовался конструктивно и разрушительно. вмешательство для обнаружения своей цели.[40] В конструкции было четыре или пять трубок.[41] Одна трубка была генератором, подключенным к антенне; он функционировал как передатчик и как автодин детектор (приемник). Когда цель находилась далеко, небольшая часть энергии, передаваемой генератором, отражалась на взрыватель. Когда цель была поблизости, она отражала значительную часть сигнала осциллятора. Амплитуда отраженного сигнала соответствовала близости цели.[примечания 1] Этот отраженный сигнал будет влиять на ток пластины генератора, тем самым обеспечивая обнаружение.

Тем не менее фазовые отношения Между переданным сигналом генератора и сигналом, отраженным от цели, менялось в зависимости от расстояния туда и обратно между взрывателем и целью. Когда отраженный сигнал был в фазе, амплитуда генератора увеличивалась, а ток пластины генератора также увеличивался. Но когда отраженный сигнал был не в фазе, тогда амплитуда объединенного радиосигнала уменьшалась, что уменьшало бы ток пластины. Таким образом, изменение фазового соотношения между сигналом генератора и отраженным сигналом усложняло измерение амплитуды этого небольшого отраженного сигнала.

Эта проблема была решена за счет изменения частоты отраженного сигнала. Расстояние между взрывателем и целью не было постоянным, а постоянно менялось из-за высокой скорости взрывателя и любого движения цели. Когда расстояние между взрывателем и целью быстро менялось, соотношение фаз также быстро менялось. Сигналы были синфазными в одно мгновение и не в фазе через несколько сотен микросекунд. Результатом стал гетеродин частота биений, соответствующая разности скоростей. С другой стороны, частота принимаемого сигнала была С доплеровским сдвигом от частоты генератора за счет относительного движения взрывателя и цели. Следовательно, низкочастотный сигнал, соответствующий разности частот между генератором и принятым сигналом, формируется на пластинчатом выводе генератора. Две из четырех трубок в 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, что указывало на близлежащий объект, то срабатывала 4-я трубка - газонаполненная. тиратрон. При срабатывании тиратрон пропускал большой ток, который приводил в действие электрический детонатор.

Для использования с артиллерийскими снарядами, которые испытывают чрезвычайно высокое ускорение и центробежные силы, в конструкции взрывателя также необходимо использовать многие методы ударного упрочнения. К ним относятся плоские электроды и упаковка компонентов в воске и масле для выравнивания напряжений.

Обозначение VT означает переменное время.[42] Капитан С. Р. Шумакер, директор отдела исследований и разработок Бюро боеприпасов, придумал термин для описания, не намекая на технологию.[43]

Разработка

Зенитно-артиллерийский полигон на База ВВС Киртланд в Нью-Мексико использовался как один из полигонов для бесконтактных взрывателей, где с 1942 по 1945 год было проведено почти 50 000 испытательных стрельб.[44] Тестирование также проводилось в Абердинский полигон в Мэриленде, где было выпущено около 15 000 бомб.[34] Другие места включают Ft. Фишер в Северной Каролине и Блоссом-Пойнт, штат Мэриленд.

ВМС США разработка и раннее производство были переданы на аутсорсинг Wurlitzer компания, в их фабрика шарманки в Северная Тонаванда, Нью-Йорк.[45]

Производство

Первое крупносерийное производство трубок для новых взрывателей[8] был в General Electric посадить в Кливленд, Огайо раньше использовался для изготовления елочных ламп. Сборка взрывателей завершена на заводах General Electric в г. Скенектади, Нью-Йорк и Бриджпорт, Коннектикут.[46] После завершения проверки 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.[34] Эти испытания включали испытания при низких и высоких температурах, испытания на влажность и испытания на внезапный толчок.

К 1944 году большая часть американской электронной промышленности сосредоточилась на производстве взрывателей. Контракты на закупку увеличились с 60 миллионов долларов в 1942 году до 200 миллионов долларов в 1943 году, до 300 миллионов долларов в 1944 году и были увеличены на 450 миллионов долларов в 1945 году. По мере увеличения объема в игру вступила эффективность, и стоимость одного взрывателя упала с 732 долларов в 1942 году до 18 долларов в год. 1945 г. Это позволило закупить более 22 миллионов взрывателей примерно на один миллиард долларов. Основными поставщиками были Кросли, RCA, Eastman Kodak, МакКуэй-Норрис и Сильвания. Также было более двух тысяч поставщиков и субпоставщиков, от производителей порошков до механических цехов.[47][48] Это было одно из первых приложений для массового производства печатные схемы.[49]

Развертывание

Ванневар Буш, глава США Управление научных исследований и разработок (OSRD) во время войны считали, что неконтактный взрыватель имел три значительных эффекта.[50]

  • Это было важно в защите от японцев. Камикадзе атаки в Тихом океане. Буш оценил семикратное увеличение эффективности 5-дюймовая зенитная артиллерия с этим нововведением.[51]
  • Это была важная часть радиолокационных зенитных батарей, которые окончательно нейтрализовали немецкую V-1 нападения на Англию.[51]
  • Он использовался в Европе, начиная с Битва за выступ где он был очень эффективен в артиллерийских снарядах по немецким пехотным соединениям и изменил тактику ведения войны на суше.

Сначала взрыватели использовались только в тех случаях, когда они не могли быть захвачены немцами. Они использовались в артиллерии наземного базирования в южной части Тихого океана в 1944 году. Также в 1944 году взрыватели были распределены между Британская армия с Зенитное командование, который занимался защитой Великобритании от летающей бомбы Фау-1. Поскольку большая часть британских тяжелых зенитных орудий была развернута на длинной и тонкой прибрежной полосе, неразорвавшиеся снаряды падали в море, находясь вне досягаемости для захвата. В ходе немецкой кампании V-1 доля летающих бомб, пролетающих через прибрежную полосу орудий, которые были уничтожены, выросла с 17% до 74%, достигнув 82% в течение одного дня. Незначительная проблема, с которой столкнулись британцы, заключалась в том, что взрыватели были достаточно чувствительны, чтобы взорвать снаряд, если он прошел слишком близко к морской птице, и было зарегистрировано несколько «убийств» морских птиц.[52]

Пентагон отказался разрешить полевой артиллерии союзников использовать взрыватели в 1944 году, хотя в июле 1943 года ВМС США выпустили зенитные снаряды с неконтактными взрывателями. вторжение в Сицилию.[53] После генерала Дуайт Д. Эйзенхауэр потребовал, чтобы ему разрешили использовать взрыватели, 200 000 снарядов с взрывателями VT или (кодовое название "ПОЗИТ"[54]) использовались в Битва за выступ в декабре 1944 года. Они сделали тяжелую артиллерию союзников гораздо более разрушительной, так как все снаряды теперь взрывались прямо перед тем, как упасть на землю.[55] Немецкие дивизии были застигнуты врасплох, поскольку они чувствовали себя в безопасности от прицельного огня, поскольку считалось, что плохая погода помешает точному наблюдению. Генерал США Джордж С. Паттон зачислили введение бесконтактных взрывателей с экономией вассал и заявил, что их использование требует пересмотра тактики ведения войны на суше.[56]

Бомбы и ракеты, оснащенные бесконтактными радиовзрывателями, находились на ограниченном вооружении как USAAF и USN в конце 2МВ. Основными целями для взорвавшихся бомб и ракет с неконтактными взрывателями были зенитный огневые точки и аэродромы.[57]

Типы датчиков

Радио

Радиочастотное зондирование является основным принципом зондирования артиллерийских снарядов.

Устройство, описанное в патенте Второй мировой войны.[58] работает следующим образом: Оболочка содержит микро-передатчик который использует тело оболочки как антенна и излучает непрерывную волну примерно 180–220 МГц. По мере приближения оболочки к отражающему объекту создается интерференционная картина. Эта картина меняется с уменьшением расстояния: каждая половина длины волны на расстоянии (половина длины волны на этой частоте составляет около 0,7 метра) передатчик находится в резонансе или вне его. Это вызывает небольшую цикличность излучаемой мощности и, следовательно, тока питания генератора около 200-800 Гц, Допплер частота. Этот сигнал отправляется через полосовой фильтр, усиливается и запускает детонацию, когда она превышает заданную амплитуду.

Оптический

Оптическое зондирование было разработано в 1935 году и запатентовано в Великобритании в 1936 году шведским изобретателем, вероятно, Эдвардом В. Брандтом, с использованием петоскоп. Впервые он был испытан как часть детонационного устройства для бомб, которые должны были сбрасываться над самолетами-бомбардировщиками, в рамках концепции Министерства авиации Великобритании «бомбы на бомбардировщики». Он рассматривался (и позже был запатентован Брандтом) для использования с зенитными ракетами, запускаемыми с земли. Затем он использовал тороидальную линзу, которая концентрировала весь свет из плоскости, перпендикулярной главной оси ракеты, на фотоэлемент. Когда ток в ячейке изменился на определенную величину за определенный промежуток времени, срабатывала детонация.

Некоторые современные ракеты класса "воздух-воздух" (например, ASRAAM и Сумматор AA-12 ) использовать лазеры вызвать детонацию. Они излучают узкие лучи лазерного света перпендикулярно направлению полета ракеты. Когда ракета движется к своей цели, энергия лазера просто излучается в космос. Когда ракета проходит мимо цели, часть энергии попадает в цель и отражается в ракету, где детекторы обнаруживают ее и взрывают боеголовку.

Акустический

Акустический бесконтактные взрыватели приводятся в действие акустическим излучением от цели (например, двигателя самолета или гребного винта корабля). Приведение в действие может осуществляться через электронную схему, соединенную с микрофон, или же гидрофон или механически с помощью резонирующего вибрирующего язычка, соединенного с диафрагменным тональным фильтром. [59] [60]

Во время Второй мировой войны у немцев было не менее пяти акустических взрывателей для зенитный используется в разработке, хотя никто не видел в рабочем состоянии. Наиболее развитым из немецких конструкций акустических взрывателей был Rheinmetall-Borsig Краних (нем. Для Кран ), которое представляло собой механическое устройство, в котором использовался диафрагменный тональный фильтр, чувствительный к частотам от 140 до 500 Гц, подключенный к резонирующему вибрационному геркону, используемому для зажигания электрического воспламенителя. В Шметтерлинг, Энциан, Rheintochter и X4 управляемые ракеты все были разработаны для использования с акустическим неконтактным взрывателем Kranich. [59] [61]

В течение Вторая мировая война, то Национальный комитет оборонных исследований (NDRC) исследовали использование акустических бесконтактных взрывателей для зенитный оружия, но пришел к выводу, что существуют более перспективные технологические подходы. Исследование NDRC выявило скорость звука в качестве основного ограничения в конструкции и использовании акустических взрывателей, особенно в отношении ракет и высокоскоростных самолетов.[60]

Гидроакустический воздействие широко используется в качестве детонационного механизма для морские мины и торпеды. Вращающийся в воде гребной винт корабля создает мощный гидроакустический шум, который можно уловить с помощью гидрофон и использовались для самонаведения и подрыва. В механизмах воздействия воздействия часто используется комбинация акустических и магнитная индукция приемники.[62] [63]

Магнитный

Немецкая магнитная мина времен Второй мировой войны, которая упала на землю, а не на воду.
Основная статья: Магнитный неконтактный взрыватель

Магнитное зондирование можно применять только для обнаружения огромных масс железа, например кораблей. Используется в минах и торпедах. Взрыватели этого типа можно победить размагничивание, с использованием неметаллических корпусов судов (особенно тральщики ) или магнитная индукция петли, установленные на самолетах или буксируемые буи.

Давление

Некоторые морские мины используют взрыватели под давлением, которые способны обнаруживать волна давления из корабль прохождение над головой. Датчики давления обычно используются в сочетании с другими технологиями детонации взрывателей, такими как акустический и магнитная индукция.[63]

Во время Второй мировой войны взрыватели, активируемые давлением, были разработаны для стержней (или составов) бомбы создать над землей воздушные взрывы. Первая бомба в палке была оснащена ударный взрыватель в то время как другие бомбы были оснащены чувствительными к давлению детонаторами, приводимыми в действие диафрагмой. Взрыв первой бомбы использовался для срабатывания взрывателя второй бомбы, который взорвался бы над землей и, в свою очередь, взорвал бы третью бомбу, причем процесс повторялся полностью до последней бомбы в цепочке. Из-за высокой скорости движения бомбардировщик все бомбы, оснащенные детонаторами под давлением, взорвались бы примерно на одинаковой высоте над землей по горизонтальной траектории. Эта конструкция использовалась как в британском №44 «Пистолет», так и в немецком. Rheinmetall-Borsig Взрыватели БАЗ 55А.[59] [60]

Галерея

  • 120 мм ОН минометный снаряд оснащен бесконтактным взрывателем

  • 120-мм фугасный миномет с M734 бесконтактный взрыватель

  • 60-мм фугасный миномет с неконтактным взрывателем

  • 155-мм артиллерийский взрыватель с селектором точечного / бесконтактного подрыва (в настоящее время настроен на близость).

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Обратный сигнал обратно пропорционален четвертой степени расстояния.

Рекомендации

  1. ^ "Инженер Хопкинса умирает". Вашингтон Пост. ISSN  0190-8286. Получено 9 июн 2020.
  2. ^ Салливан, Уолтер (8 февраля 1984 г.). «Аллен В. Эстин умер в возрасте 79 лет; возглавил бюро стандартов». Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 9 июн 2020.
  3. ^ Берч, Дуглас. "'Секретное оружие Второй мировой войны «Хопкинс разработал бесконтактный взрыватель».. baltimoresun.com. Получено 9 июн 2020.
  4. ^ Хинман, Уилбур S (1957). «Портрет Гарри Даймонда». Труды IRE. 45 (4): 443. Дои:10.1109 / JRPROC.1957.278430.
  5. ^ Кирби, М. В. (2003). Оперативное исследование войны и мира: британский опыт 1930-1970-х гг.. Imperial College Press. п. 94. ISBN  978-1-86094-366-9.
  6. ^ Привлечь ветеранов | Смертельный взрыватель, получено 9 июн 2020
  7. ^ Бакстер 1968, п. 221
  8. ^ а б c d е ж грамм час я Бреннан, Джеймс У. (сентябрь 1968 г.), Бесконтактный взрыватель Чье детище?, 94, United States Naval Institute Proceedings, pp. 72–78.
  9. ^ а б c Бакстер 1968, п. 222
  10. ^ Браун, Луис (июль 1993 г.), "Близкий взрыватель", Журнал IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 8 (7): 3–10, Дои:10.1109/62.223933, S2CID  37799726
  11. ^ Кляйн, Мори (2013), Призыв к оружию: мобилизация Америки для Второй мировой войны, Нью-Йорк, Нью-Йорк: Bloomsbury Press, стр. 651–2, 838n8, ISBN  978-1-59691-607-4
  12. ^ Томпсон, Гарри С .; Майо, Лида (1960), Отдел снабжения: снабжение и снабжение, Вашингтон, округ Колумбия, стр. 123–4.
  13. ^ Вудбери, Дэвид (1948), Фронты индустрии: Вестингауз во время Второй мировой войны, Нью-Йорк, Нью-Йорк, стр. 244–8.
  14. ^ Паркер, Дана Т. (2013), Победа в строительстве: производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во время Второй мировой войны, Сайпресс, Калифорния, стр. 127, ISBN  978-0-9897906-0-4
  15. ^ Болдуин 1980, п. 4
  16. ^ Болдуин 1980, стр. xxxi, 279
  17. ^ Холмс, стр. 272
  18. ^ Butement, W. A. ​​S., and P. E. Pollard; «Аппарат береговой обороны», Книга изобретений Королевского инженерного совета, Январь 1931 г.
  19. ^ Мечи, С. С .; тех. История появления радара, Питер Перегринус, Ltd, 1986, стр. 71–74.
  20. ^ Butement, W. A. ​​S. и др .; «Высокоточный радар», J. Inst. Избрать. Engrs., т. 73, часть IIIA, 1946, стр. 114–126.
  21. ^ Браун, Луи (1999), Радарная история Второй мировой войны, раздел 4.4 .: Инст. Издательства ФизикиCS1 maint: location (связь)
  22. ^ Зенитный радиовзрыватель (1939-1942) (эскизные и опытно-конструкторские работы)
  23. ^ Франкленд, Марк (2002). Radio Man: замечательный взлет и падение C.O. Стэнли. ИЭПП. ISBN  978-0-85296-203-9.
  24. ^ а б c Холмс, Джейми (2020). 12 секунд тишины: как команда изобретателей, мастеров-мастеров и шпионов уничтожила нацистское супероружие. Houghton Mifflin Harcourt. п. 304. ISBN  978-1-328-46012-7.
  25. ^ Фридланд, Мартин Л. (2002). Университет Торонто: история (1-е изд.). Торонто: Университет Торонто Press. стр.354 –355. ISBN  9780802044297.
  26. ^ Бакстер, Джеймс Финни (1946). Ученые против времени. Маленький, Браун.
  27. ^ "Мерл Туве". www.aip.org. 17 апреля 2015 г.. Получено 10 июн 2020.
  28. ^ Холмс, Джейми (2020). 12 секунд тишины: как команда изобретателей, мастеров-мастеров и шпионов уничтожила нацистское супероружие. Houghton Mifflin Harcourt. С. 304–305. ISBN  978-1-328-46012-7.
  29. ^ Холмс, стр. 306
  30. ^ а б Руководство по исследованию и разработке материаловедения. Серия боеприпасов: взрыватели, близость, электрическая часть. Часть первая (U) (PDF). Командование материальной частью армии США. 1963 г.
  31. ^ а б Кокрейн, Рексмонд (1976). Меры прогресса: история Национального бюро стандартов (PDF). Арно Пресс. С. 388–399. ISBN  978-0405076794.
  32. ^ Хинман младший, Уилбур (1957). «Портрет Гарри Даймонда». Труды IRE. 45 (4): 443–444. Дои:10.1109 / JRPROC.1957.278430.
  33. ^ «Артиллерийские бесконтактные взрыватели». warfarehistorynetwork.com. Получено 18 июн 2018.
  34. ^ а б c "Радиовзрыватели ближнего действия" (PDF). Получено 18 июн 2018.
  35. ^ а б Джонсон, Джон; Бьюкенен, Дэвид; Бреннер, Уильям (июль 1984 г.). "Отчет об исторических свойствах: Лаборатории Гарри Даймонд, Мэриленд и спутниковые установки Исследовательский центр Вудбриджа, Вирджиния и испытательный центр Блоссом Пойнт, Мэриленд". Центр оборонной технической информации.
  36. ^ Хейнс, Джон Эрл; Клер, Харви, Венона, Расшифровка советского шпионажа в Америке, п. 303
  37. ^ Холмс, стр. 274
  38. ^ Бакстер 1968, п. 224
  39. ^ Ховет, Линвуд С. (1963). История связи и электроники в ВМС США. Типография правительства США. п. 498. LCCN  64-62870.
  40. ^ Бюро боеприпасов 1946, стр. 32–37
  41. ^ Бюро боеприпасов 1946, п. 36 изображена пятая труба, а диод, используется для функции подавления волн с малой траекторией (WSF).
  42. ^ «Краткое изложение работы отдела 4». Сводный технический отчет Национального совета оборонных исследований (PDF) (Отчет). 1946. с. 1.
  43. ^ Роуленд, Буфорд; Бойд, Уильям Б. (1953). Военно-морское управление США во время Второй мировой войны. Вашингтон, округ Колумбия: Управление боеприпасов, Управление военно-морского флота. п. 279.
  44. ^ Инженерный корпус армии США (8 августа 2008 г.). «Запрос информации о зоне поражения артиллерийских орудий острова Пуэбло» (PDF). Isleta Pueblo Новости. Vol. 3 шт. 9. п. 12. В архиве (PDF) из оригинала от 26 марта 2017 г.
  45. ^ ВМС вручили высокую награду мужчинам Wurlitzer. Журнал Billboard. 15 июня 1946 г.
  46. ^ Миллер, Джон Андерсон (1947), «Люди и вольты на войне», Природа, Нью-Йорк: Книжная компания McGraw-Hill, 161 (4082): 113, Bibcode:1948 г., природа, 161..113F, Дои:10.1038 / 161113a0, S2CID  35653693
  47. ^ Шарп 2003
  48. ^ Болдуин 1980, стр. 217–220
  49. ^ Эйслер, Пол; Уильямс, Мари (1989). Моя жизнь с печатной схемой. Издательство Лихайского университета. ISBN  978-0-934223-04-1.
  50. ^ Буш 1970, стр. 106–112
  51. ^ а б Буш 1970, п. 109
  52. ^ Добинсон, Колин (2001). Командование ПВО: ПВО Великобритании во время Второй мировой войны. Метуэн. п.437. ISBN  978-0-413-76540-6.
  53. ^ Potter, E.B .; Нимиц, Честер В. (1960). Морская сила. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. стр.589 –591.
  54. ^ Альберт Д. Хелфрик (2004). Электроника в эволюции полета. Техас A&M UP. п. 78. ISBN  9781585444137.
  55. ^ Рик Аткинсон (2013). Пушки в последнем свете: война в Западной Европе, 1944-1945 гг.. С. 460–62, 763–64. ISBN  9781429943673.
  56. ^ Буш 1970, п. 112
  57. ^ «Краткое изложение работы отдела 4». Сводный технический отчет Национального совета оборонных исследований (PDF) (Отчет). 1946. с. 8.
  58. ^ США 3152547, Кайл, Джон В., "Радиоблоки взрывателя", выпущенный 1950-12-04 
  59. ^ а б c Хогг, Ян (1999). Немецкое секретное оружие Второй мировой войны. Фронтовые книги. С. 120–122. ISBN  978-1-8483-2781-8.
  60. ^ а б c "Глава 2 Близость и взрыватели времени". Сводный технический отчет Национального совета оборонных исследований (PDF) (Отчет). 1946. С. 17–18.
  61. ^ Залога, Стивен (2019). Немецкие управляемые ракеты Второй мировой войны. Bloomsbury Publishing. ISBN  978-1-4728-3179-8.
  62. ^ Белошицкий, В.П .; Багинский, Ю. М. (1960). Оружие Подводного Удара (Подводное оружие) (Отчет). Военное издательство.
  63. ^ а б Эриксон, Эндрю; Гольдштейн, Лайл; Мюррей, Уильям (2009). Китайская минная война. Военно-морское училище. С. 12–17. ISBN  978-1-884733-63-5.

Библиография

  • Болдуин, Ральф Б. (1980), Смертельный взрыватель: секретное оружие Второй мировой войны, Сан-Рафаэль, Калифорния: Presidio Press, ISBN  978-0-89141-087-4. Болдуин был членом группы APL, возглавляемой Туве, которая выполняла большую часть проектных работ.
  • Бакстер, Джеймс Финни III (1968) [1946], Ученые против времени, Кембридж, Массачусетс: MIT Press, ISBN  978-0-262-52012-6
  • Бюро боеприпасов (15 мая 1946 г.), Взрыватели VT для снарядов и спин-стабилизированных ракет, Брошюра о боеприпасах, OP 1480, Военно-морское управление США
  • Буш, Ванневар (1970), Кусочки действия, Нью-Йорк: Уильям Морроу и компания, Inc.
  • Гиббс, Джей (2004). «Вопрос 37/00: Эффективность корабельного огня противовоздушной обороны». Военный корабль Интернэшнл. XLI (1): 29. ISSN  0043-0374.
  • Холмс, Джейми (2020), 12 секунд тишины: как команда изобретателей, мастеров-мастеров и шпионов уничтожила нацистское супероружие, Бостон, Массачусетс: Houghton Mifflin Harcourt.
  • Хогг, Ян В. (2002), Британская и американская артиллерия времен Второй мировой войны (пересмотренное издание), Greenhill Books, ISBN  978-1-85367-478-5
  • Шарп, Эдвард А. (2003), "Радиовзрыватель: обзор", Винтажная электрика, 2 (1)

дальнейшее чтение

  • Аллард, Дин К. (1982), "Разработка бесконтактного взрывателя" (PDF), Технический дайджест Johns Hopkins APL, 3 (4): 358–59
  • Беннет, Джеффри (1976), "Разработка бесконтактного взрывателя", Журнал Королевского института объединенной службы, 121 (1): 57–62, ISSN  0953-3559
  • Кольер, Кэмерон Д. (1999), "Крошечное чудо: бесконтактный взрыватель", Военно-морская история, Военно-морской институт США, 13 (4): 43–45, ISSN  1042-1920
  • Взрыватели, Близость, Электрика: Часть первая (PDF), Руководство по инженерному проектированию: серия боеприпасов, Командование материальной частью армии США, июль 1963 г., AMCP 706-211
  • Взрыватели, близость, электрические: Часть вторая, Руководство по инженерному проектированию: серия боеприпасов, Командование материальной частью армии США, AMCP 706-212
  • Взрыватели, близость, электричество: Часть третья, Руководство по инженерному проектированию: серия боеприпасов, Командование материальной частью армии США, AMCP 706-213
  • Взрыватели, близость, электрические: Часть четвертая, Руководство по инженерному проектированию: серия боеприпасов, Командование материальной частью армии США, AMCP 706-214
  • Взрыватели, Близость, Электрика: Часть Пятая, Руководство по инженерному проектированию: серия боеприпасов, Командование материальной частью армии США, август 1963 г., AMCP 706-215
  • США 3166015, Туве, Мерл А. И Ричард Б. Робертс, "Радиоблокирующий взрыватель", выпущенный 19 января 1965 года, передан Соединенным Штатам Америки. 
  • Аллен, Кевин. «Артиллерийские бесконтактные взрыватели». Сеть истории войн. Получено 4 июн 2018.

внешняя ссылка