楊滌非
70年前,第二次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)火終于停息,世界迎來渴望已久的和平時(shí)期。然而,二戰(zhàn)對人類歷史的影響之大是空前的,此次世界大戰(zhàn)對政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化乃至人類心理的影響一直延續(xù)到現(xiàn)在。作為迄今為止人類歷史上最大的一次全球性戰(zhàn)爭,科學(xué)技術(shù)對二戰(zhàn)進(jìn)程也產(chǎn)生了比以往歷次戰(zhàn)爭更為重大的影響。
導(dǎo)彈始祖——V-1和V-2

1944年6月13日凌晨,在英國達(dá)特福德地區(qū)附近,伴隨著震耳欲聾的爆炸聲,地面上出現(xiàn)了一個(gè)巨大的彈坑,四濺的彈片和未能燃盡的燃料隨即覆蓋并點(diǎn)燃了彈坑周圍大面積地區(qū),所幸的是并沒有造成人員傷亡。這個(gè)“肇事者”就是納粹德軍第155高炮團(tuán)從海峽對面的法國發(fā)射的一枚“飛行炸彈”——V-1飛航式導(dǎo)彈。在其后的1個(gè)小時(shí)內(nèi),又有3枚V-1導(dǎo)彈飛抵英國,共造成了6人喪生和9人受傷。這僅僅是英國人噩夢的開始,因?yàn)樵诖饲安痪玫?944年6月6日,美、英和加拿大盟軍實(shí)施了諾曼底登陸,在歐洲開辟了第二戰(zhàn)場,為了挽救即將失敗的命運(yùn),希特勒下令發(fā)射這些新式武器。正式的“導(dǎo)彈閃擊戰(zhàn)”于1944年6月15日開始。當(dāng)天,德軍共向倫敦發(fā)射了244枚V-1導(dǎo)彈,向南安普敦發(fā)射了50枚。
二戰(zhàn)中,納粹德軍一共向英國發(fā)射了約1萬枚V-1導(dǎo)彈,其中有2419枚導(dǎo)彈命中倫敦,造成6000多人死亡,1.7萬人受傷。V-1導(dǎo)彈給英國造成了很大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,這讓英國首相丘吉爾十分惱火。為了攔截V-1導(dǎo)彈,英國人使用了各種方法,包括使用戰(zhàn)斗機(jī)、高射炮甚至防空氣球進(jìn)行攔截。后來,盟國研制的各種新型裝備也很快投入到攔截作戰(zhàn)中。
V-1是納粹德國在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期研制的飛航式導(dǎo)彈,也是世界上最早出現(xiàn)并用于戰(zhàn)爭的飛航式對地攻擊導(dǎo)彈。導(dǎo)彈作為一種制導(dǎo)武器,和其他武器最大的不同就在于它有控制導(dǎo)引系統(tǒng)。
“導(dǎo)彈”這一中文名稱正是由我國著名科學(xué)家、“導(dǎo)彈之父”錢學(xué)森所確定的,該名稱充分體現(xiàn)了這種武器的特點(diǎn)。V-1導(dǎo)彈采用自動(dòng)駕駛儀進(jìn)行制導(dǎo)飛行,首先,根據(jù)飛行距離和速度計(jì)算出飛行時(shí)間,自動(dòng)駕駛儀控制導(dǎo)彈按預(yù)定航向飛行;根據(jù)射程計(jì)數(shù)裝置的計(jì)算,當(dāng)導(dǎo)彈即將到達(dá)目標(biāo)上空時(shí),減速板打開,導(dǎo)彈開始減速并沖向目標(biāo),最后引爆并摧毀目標(biāo)。很顯然,由于導(dǎo)彈在飛行時(shí)會(huì)受到各種外界因素的影響,如風(fēng)速和風(fēng)向,這些都是之前規(guī)劃飛行時(shí)無法預(yù)料到的,因此V-1導(dǎo)彈的命中精度很不理想,彈著點(diǎn)往往偏離目標(biāo)幾百甚至上千米。
按照飛行軌跡的不同,導(dǎo)彈可以分為飛航式導(dǎo)彈和彈道導(dǎo)彈。飛航式導(dǎo)彈一般采用各種噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,其飛行軌跡在大氣層之內(nèi),擁有和飛機(jī)機(jī)翼類似的彈翼,用以提供升力并控制飛行軌跡。當(dāng)代最著名的飛航式導(dǎo)彈當(dāng)屬在1991年海灣戰(zhàn)爭、1999年空襲南聯(lián)盟和21世紀(jì)初的阿富汗、伊拉克戰(zhàn)爭中出盡風(fēng)頭的美國“戰(zhàn)斧”式飛航導(dǎo)彈。
彈道導(dǎo)彈一般采用液體或固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,在其彈體上通常沒有彈翼。彈道導(dǎo)彈通常采用垂直發(fā)射方式,其飛行軌跡(即彈道)基本上是一個(gè)拋物線,而且大部分處于地球大氣層以外。如俄羅斯的“白楊—M”彈道導(dǎo)彈,可以攜帶核彈頭,射程超過1萬千米。形象地說,飛航式導(dǎo)彈就像一個(gè)無人駕駛的小飛機(jī),彈道導(dǎo)彈則像一個(gè)垂直發(fā)射出去的超大炮彈。
在二戰(zhàn)中,納粹德國不僅使用V-1飛航式導(dǎo)彈攻擊英國,同時(shí)還使用了V-2彈道導(dǎo)彈。V-2是世界上第一種投入實(shí)戰(zhàn)的彈道導(dǎo)彈,采用單級液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),全長14米,重12.5噸,最大飛行速度為每小時(shí)5760千米,最大射程320千米。1944年9月8日,第一枚V-2導(dǎo)彈命中了倫敦。在此后的連續(xù)襲擊中,有1358枚V-2導(dǎo)彈擊中了倫敦,共造成約2754人死亡,6523人受傷。
V-2導(dǎo)彈采用慣性制導(dǎo),這種制導(dǎo)方式以自主方式工作,不與外界發(fā)生聯(lián)系,所以抗干擾性較強(qiáng),隱蔽性較好。由于V-2導(dǎo)彈的飛行速度極快,在當(dāng)時(shí)幾乎是無法攔截的,但V-2導(dǎo)彈的命中精度也不甚理想。V-2導(dǎo)彈是航天發(fā)展史上一個(gè)重要的里程碑,對現(xiàn)代火箭的發(fā)展起到承上啟下的作用。1945年德國投降前夕,美國情報(bào)機(jī)構(gòu)成功地說服了包括德國火箭研發(fā)團(tuán)隊(duì)核心成員馮·布勞恩博士在內(nèi)的數(shù)百名火箭專家向美軍投降,后前往美國。后來,馮·布勞恩成為美國火箭技術(shù)和空間技術(shù)的奠基人之一。同時(shí),蘇聯(lián)也繳獲了大量V-2導(dǎo)彈的成品和部件,并俘虜了另外一些德國火箭專家,以此為起點(diǎn),開始自己的火箭和空間研究計(jì)劃。

二戰(zhàn)后的歷次局部戰(zhàn)爭中,導(dǎo)彈都是當(dāng)之無愧的“大明星”,對人類歷史產(chǎn)生了巨大影響。1967年10月,埃及的蘇制“蚊子”級導(dǎo)彈艇使用“冥河”反艦導(dǎo)彈擊沉了以色列驅(qū)逐艦“埃拉特”號(hào),這是世界海戰(zhàn)史上導(dǎo)彈艇的第一次戰(zhàn)斗,也是世界海戰(zhàn)史上首次使用反艦導(dǎo)彈擊沉水面艦艇的戰(zhàn)例。20世紀(jì)80年代的“兩伊戰(zhàn)爭”中,雙方使用地對地戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈進(jìn)行了大規(guī)模的導(dǎo)彈襲城戰(zhàn)。1991年的海灣戰(zhàn)爭中,在空襲的38天里,美國共發(fā)射“戰(zhàn)斧”式飛航導(dǎo)彈288枚、空射飛航導(dǎo)彈35枚,伊拉克則先后發(fā)射了81枚“飛毛腿-B”型導(dǎo)彈進(jìn)行還擊。在1999年的科索沃戰(zhàn)爭與2003年的伊拉克戰(zhàn)爭中,以美國為首的北約都發(fā)射了大量各型導(dǎo)彈,攻擊了目標(biāo)國的軍事、政治和經(jīng)濟(jì)目標(biāo),對戰(zhàn)爭的進(jìn)程和結(jié)局產(chǎn)生了重要影響。
直到現(xiàn)在,各種飛航式導(dǎo)彈和彈道導(dǎo)彈還是各軍事強(qiáng)國武器庫中的“明星”,其中搭載有核彈頭的洲際彈道導(dǎo)彈更是安理會(huì)五大常任理事國的“終極獨(dú)門兵器”。
電子哨兵——雷達(dá)

雷達(dá)是英文Radar的音譯,意思是“無線電探測和測距”,因此,雷達(dá)也被稱為“無線電定位”。雷達(dá)是利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達(dá)通過發(fā)射無線電波對目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波,由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)之間的距離、距離變化率(徑向速度)、方位和高度等信息,用以確定目標(biāo)在空間中所處的位置。
從19世紀(jì)末開始,無線電被逐漸應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,直到第一次世界大戰(zhàn)末期,其用途主要局限于通訊領(lǐng)域,但在隨后的第二次世界大戰(zhàn)中,雷達(dá)得到了廣泛應(yīng)用。
最早投入使用的軍用雷達(dá)是由英國研制的。1935年1月,時(shí)任英國國家物理實(shí)驗(yàn)室無線電研究室主任的羅伯特·沃森瓦特,在受英軍委托研究利用電波探測空中飛機(jī)的裝置時(shí),研制出了對空警戒雷達(dá)的試驗(yàn)裝置。1935年2月26日,沃森瓦特為英軍高層進(jìn)行了演示,雷達(dá)成功地探測到了16千米外的飛機(jī)。到1936年1月時(shí),經(jīng)過改進(jìn)的沃森瓦特雷達(dá)探測距離已達(dá)到120千米。1936年,為了應(yīng)對日益強(qiáng)大的納粹德國空中力量,英國開始在面對歐洲大陸的海岸線上建立雷達(dá)基站。到當(dāng)年8月,已有7座基站投入使用,這就是最早的鏈向雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)。

最早部署的雷達(dá)系統(tǒng)是AMES-1,主要用于遠(yuǎn)程探測。每個(gè)雷達(dá)基站都使用裝在高達(dá)120米的固定鐵塔支架上的大型廣角發(fā)射天線,接收天線則固定安裝在80米高的獨(dú)立支架上。由于部件過于龐大,因此天線無法轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行360度全方位掃描,只能覆蓋正前方100度的區(qū)域。
由于AMES-1雷達(dá)主要用于探測高空目標(biāo),所以英國人又研制出了AMES-2型雷達(dá)站,AMES-2型雷達(dá)站主要用于探測低空目標(biāo),作為AMES-1型雷達(dá)站的補(bǔ)充。到1939年9月第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時(shí),英國已在東海岸建立起了一個(gè)由20個(gè)地面雷達(dá)站組成的“本土鏈”雷達(dá)網(wǎng)。在1940年夏開始的“不列顛戰(zhàn)役”中,英國正是靠已經(jīng)建立的雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)贏得了寶貴的預(yù)警時(shí)間。
在雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)的幫助下,英國皇家空軍可以及時(shí)有效地得到來襲敵機(jī)的數(shù)量和方向等基本空情保障,加上采用統(tǒng)一指揮、集中使用的方針,在兵力處于劣勢的情況下有效地提高了己方戰(zhàn)斗機(jī)的使用效率,節(jié)約了大量人力和物力。皇家空軍以戰(zhàn)斗機(jī)為主,結(jié)合使用高射炮、探照燈和攔阻氣球等多種武器,與雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)一起組成了完善的防御體系。經(jīng)過一年多的浴血奮戰(zhàn),最終挫敗了納粹德國的空中入侵。
除了防空作戰(zhàn)以外,雷達(dá)還在其他戰(zhàn)場上大顯身手。1943年11月2日,以4艘克利夫蘭級輕巡洋艦為核心的美國海軍第39特混編隊(duì),在奧古斯塔皇后灣海戰(zhàn)中迎擊日軍艦隊(duì)。在夜間戰(zhàn)事十分復(fù)雜的情況下,美艦的雷達(dá)首先發(fā)現(xiàn)了距離32.8千米外的日軍艦隊(duì),日軍則由于雷達(dá)性能不佳,加之當(dāng)天夜間沒有月光,瞭望哨的觀察效果也大打折扣,直到被美軍雷達(dá)發(fā)現(xiàn)后18分鐘才發(fā)現(xiàn)美艦的身影。在隨后的激烈交火中,美軍憑借雷達(dá)的優(yōu)勢一舉擊沉日軍1艘輕巡洋艦和1艘驅(qū)逐艦,并重創(chuàng)另外2艘重巡洋艦和2艘驅(qū)逐艦。美軍雷達(dá)及瞭望人員因此獲得了“貓眼”的綽號(hào)。
雷達(dá)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中使用最為廣泛的探測裝備,被譽(yù)為軍隊(duì)的眼睛。有了雷達(dá),探測精度和距離大大增加,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過之前目視偵察的觀測距離。比如,美軍現(xiàn)役的AN/TPS-118天波超視距雷達(dá),主要用于對遠(yuǎn)程轟炸機(jī)和飛航式導(dǎo)彈的監(jiān)視和跟蹤,起到戰(zhàn)略預(yù)警的作用,其作用距離可達(dá)800~2880千米。直到現(xiàn)在,雷達(dá)仍然是世界上最為重要的軍用裝備之一。無論是火控雷達(dá)、預(yù)警雷達(dá)還是導(dǎo)航雷達(dá),形形色色、功能各異的各型雷達(dá)裝備數(shù)量及其性能優(yōu)劣始終是衡量一國軍隊(duì)裝備現(xiàn)代化的重要指標(biāo)。
除了軍事用途,雷達(dá)在民用領(lǐng)域也得到了廣泛的運(yùn)用。如氣象雷達(dá)就是雷達(dá)家族中的重要成員之一,它的探測對象是覆蓋整個(gè)地球的大氣。氣象雷達(dá)一般可以分為測風(fēng)雷達(dá)、測雨雷達(dá)和能完成某些特殊觀測任務(wù)的特種氣象雷達(dá)。利用這些雷達(dá),人們能夠測出降水區(qū)域的分布和強(qiáng)度,獲得氣象目標(biāo)如臺(tái)風(fēng)和龍卷風(fēng)的運(yùn)動(dòng)信息,探知晴空湍流和高空大氣性質(zhì),為人們及時(shí)地提供更多的氣象信息,有效地服務(wù)于人類的生產(chǎn)與生活。
降魔精靈——無線電近炸引信

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中使用的各種炮彈、炸彈和導(dǎo)彈上都需要用到一個(gè)關(guān)鍵裝置,這就是引信。按作用原理,引信可分為觸發(fā)引信、非觸發(fā)引信和時(shí)間引信3種類型,無線電近炸引信就屬于非觸發(fā)引信。20世紀(jì)30年代,科學(xué)家們最早利用聲、光、磁等物理場,研制成功聲近炸引信、光近炸引信和磁近炸引信,直到20世紀(jì)40年代才研制成功無線電近炸引信、氣壓近炸引信和靜電近炸引信。但最早裝備部隊(duì)的近炸引信是主動(dòng)式無線電引信(也稱為雷達(dá)引信),當(dāng)時(shí)稱為可變時(shí)間(VT)引信。
在二戰(zhàn)時(shí)期,由于科技的進(jìn)步,軍用飛機(jī)的性能得到了極大的提高,飛行速度和敏捷性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過戰(zhàn)前。作為當(dāng)時(shí)最主要的防空武器——高射炮,攔截效率也隨之大大降低,而主要的原因是高射炮彈使用的引信效果不佳。二戰(zhàn)初期的高射炮彈只有觸發(fā)引信和定時(shí)引信兩種。觸發(fā)引信需要炮彈直接命中目標(biāo)才能起爆,定時(shí)引信則是由高射炮兵根據(jù)實(shí)際測出的目標(biāo)和高射炮兵陣地之間的距離和方位等數(shù)據(jù)裝定的。由于來襲飛機(jī)的飛行高度與速度都是隨機(jī)變化的,而且當(dāng)時(shí)使用的基本都是機(jī)械時(shí)間引信(類似鐘表結(jié)構(gòu)的小發(fā)條),還要受環(huán)境條件及高射炮彈飛行狀態(tài)的影響,其精確性是可想而知的低,所以這類定時(shí)引信的使用效果很不理想,平均需要幾千發(fā)炮彈,才能打下一架飛機(jī)。
20世紀(jì)30年代末,英國人率先開始研制近炸引信,并在1940年發(fā)展出與雷達(dá)原理相同的無線電近炸引信的原型。美國參戰(zhàn)后,根據(jù)英美之間交換科技信息的協(xié)議,研制工作由美國接手完成,隨后開始大量生產(chǎn)。
無線電近炸引信的原理是利用無線電波獲得目標(biāo)信息,進(jìn)而控制引爆。近炸引信相當(dāng)于一部無線電收發(fā)機(jī)。在高射炮彈飛向目標(biāo)的過程中,無線電近炸引信通過發(fā)射無線電波不斷測量炮彈與目標(biāo)的距離,一旦目標(biāo)進(jìn)入炮彈的有效殺傷半徑,無線電近炸引信就能自動(dòng)引爆炮彈并擊毀目標(biāo)。這種無線電近炸引信通常能在距離目標(biāo)10米以上的距離引爆炮彈,大大提高了高射炮對空中目標(biāo)的毀傷概率。
無線電近炸引信首次在實(shí)戰(zhàn)中取得戰(zhàn)果是在1943年1月5日,當(dāng)時(shí)美軍輕巡洋艦“海倫娜”號(hào)在瓜達(dá)爾卡納爾島西南的海上防空作戰(zhàn)中,使用配有VT無線電近炸引信的炮彈,成功擊落一架日軍艦載攻擊機(jī)。隨著美軍各型艦艇上普遍裝備配有VT無線電近炸引信的炮彈,射擊命中率一舉提升了3倍。在歐洲戰(zhàn)場上,無線電近炸引信也被用于攔截納粹德國的V-1導(dǎo)彈。根據(jù)戰(zhàn)后的統(tǒng)計(jì),配備無線電近炸引信的炮彈擊落一枚V-1平均需要150發(fā)炮彈,如果使用常規(guī)炮彈則需要2800發(fā)。

此外,無線電近炸引信還被廣泛應(yīng)用于地面火炮使用的炮彈上。當(dāng)炮彈飛至敵人陣地上空時(shí),根據(jù)預(yù)先的設(shè)定,無線電近炸引信可以控制炮彈在距地面一定的高度上爆炸。四散的彈片和強(qiáng)大的沖擊波將橫掃殺傷范圍內(nèi)一切無裝甲防護(hù)的人員,就算是躲在散兵坑等臨時(shí)掩體內(nèi)也不能幸免。在1944年底納粹德軍發(fā)動(dòng)的突出部戰(zhàn)役中,美軍地面炮兵首次使用了配備無線電近炸引信的炮彈,造成德軍大量人員傷亡。按戰(zhàn)后的估計(jì),炮擊的威力因此增加了約7倍。無線電近炸引信堪稱“戰(zhàn)斗力倍增器”。
第二次世界大戰(zhàn)中,科學(xué)技術(shù)顯示出了前所未有的威力,科技不僅是第一生產(chǎn)力,在戰(zhàn)爭年代也成為第一戰(zhàn)斗力。雖然戰(zhàn)爭年代已經(jīng)遠(yuǎn)去,這些曾經(jīng)叱咤風(fēng)云的二戰(zhàn)利器也已經(jīng)成為博物館中的“古董”,但我們依然無法忘記戰(zhàn)爭的殘酷,我們依然為曾經(jīng)“先進(jìn)的科技結(jié)晶”率先被運(yùn)用于互相屠戮而感到遺憾。但愿隨著社會(huì)的進(jìn)步和良知的回歸,有一天人類會(huì)徹底覺醒,將戰(zhàn)爭這個(gè)惡魔重新鎖進(jìn)潘多拉魔盒。
【責(zé)任編輯】張小萌