一文解析引信系統(tǒng)技術(shù) 無線電接近引信的工作原理

近炸引信，也稱為Vt引信或影響引信，一種用于炸彈，炮彈和地雷的爆炸點(diǎn)火裝置。當(dāng)目標(biāo)足夠接近以被武器爆炸損壞或摧毀時(shí)，引信會(huì)感應(yīng)。傳感器通常是一個(gè)小型雷達(dá)裝置，用于發(fā)送信號(hào)并偵聽來自附近物體的反射。

近炸引信是在第二次世界大戰(zhàn)初期通過英美合作開發(fā)的。它在突出部戰(zhàn)役（1944年）中首次用于地面部隊(duì)。優(yōu)點(diǎn)是炮手可以發(fā)射炮彈在部隊(duì)陣地上爆炸，用致命的炮彈碎片灑給他們。近炸引信感應(yīng)到雷達(dá)從地面返回并觸發(fā)炸藥，而炮彈仍在空中20至50英尺（6至15米）。該裝置也非常適合高射炮，當(dāng)引信報(bào)告飛機(jī)靠近時(shí)，炮彈會(huì)爆炸，而不是像以前那樣在預(yù)設(shè)的高度。

在第二次世界大戰(zhàn)后期，地面和海軍防空炮臺(tái)都有效地使用了近炸引信。它們對(duì)德國(guó)飛越英國(guó)的V-1飛行炸彈和在太平洋攻擊美國(guó)船只的日本飛機(jī)特別有用。近炸引信的發(fā)展以及電子控制瞄準(zhǔn)裝置的引入大大提高了防空射擊的準(zhǔn)確性。

這種近炸引信是第二次世界大戰(zhàn)后期炮彈中使用的典型引信。根據(jù)閥桿上的標(biāo)簽，這種Mark 58引信的外殼已被部分切掉以顯示內(nèi)部的微電子器件，并且已移除分類組件。該近炸引信由詹姆斯·范·艾倫博士和愛荷華大學(xué)于1993年4月捐贈(zèng)給NASM。

第二次世界大戰(zhàn)中開發(fā)的近炸引信通過靠近目標(biāo)觸發(fā)炮彈爆炸，顯著提高了火炮的有效性。這是通過在引信中包含一個(gè)微型雷達(dá)狀無線電發(fā)射器 - 接收器來實(shí)現(xiàn)的。在固態(tài)電子學(xué)出現(xiàn)之前的那些日子里，該設(shè)備依賴于堅(jiān)固的微型真空管的可用性。1942年，詹姆斯·范·艾倫加入了約翰霍普金斯大學(xué)（APL）的應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室，在那里他幫助開發(fā)了所需的管子。1955年，在他回到愛荷華州后，他設(shè)計(jì)了科學(xué)儀器，最終在美國(guó)第一顆成功的衛(wèi)星探索者1號(hào)上飛行。這些早期航天器中的儀器必須滿足與近炸引信相同的堅(jiān)固性和尺寸要求。因此，他們的設(shè)計(jì)借鑒了從設(shè)計(jì)引信微電子器件中獲得的知識(shí)。從探索者1號(hào)和后來的衛(wèi)星獲得的數(shù)據(jù)導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了一個(gè)圍繞地球的強(qiáng)烈輻射區(qū)，后來被命名為范艾倫帶。

近炸引信的目的是在接近目標(biāo)時(shí)并在導(dǎo)彈飛行路徑沿線的位置自動(dòng)引爆導(dǎo)彈，以對(duì)目標(biāo)造成最大傷害。研究了針對(duì)目標(biāo)進(jìn)行接近操作的各種方法：靜電、聲學(xué)、光學(xué)和無線電。近炸引信的主要考慮因素是可靠性和簡(jiǎn)單性。前者是確保在各種嚴(yán)格的服役條件下的性能所必需的，后者是為了使引信能夠少量進(jìn)行控制并迅速大量生產(chǎn)。

經(jīng)過初步的探索性調(diào)查，選擇了兩種類型的引信，即光學(xué)（光電）和無線電引信進(jìn)行密集開發(fā)。之所以選擇光電方法，是因?yàn)樗坪醣容^容易解決近炸引信問題，盡管除非提供光源，否則引信將僅限于白天使用。無線電方法似乎更為復(fù)雜，但它不僅提供了一天24小時(shí)可靠性能的機(jī)會(huì)，而且在比光電引信更廣泛的其他條件下提供了可靠的性能。這兩種方法并行進(jìn)行，直到確定可以生產(chǎn)無線電近炸引信以滿足所有要求為止。當(dāng)達(dá)到這個(gè)發(fā)展階段時(shí)，光電引信的工作被終止（1943年4月），無線電方法比以前更加有力地進(jìn)行。

無線電接近引信的工作原理

在各種可能的無線電接近引信類型中，選擇一種利用多普勒效應(yīng)的主動(dòng)型引信作為最有前途的方法。

在多普勒型引信中，致動(dòng)信號(hào)是由相對(duì)于引信移動(dòng)的目標(biāo)反射的波產(chǎn)生的。由于引信和目標(biāo)的相對(duì)速度，反射波的頻率與透射波的頻率不同。它對(duì)發(fā)射器產(chǎn)生的干擾會(huì)導(dǎo)致由發(fā)射頻率和反射頻率的組合引起的低頻搏動(dòng)。低頻信號(hào)可用于觸發(fā)電子開關(guān)。通常需要對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行選擇性放大。

當(dāng)放大器的輸出信號(hào)達(dá)到發(fā)射閘流管所需的振幅時(shí)，引信的操作就發(fā)生了。對(duì)于引信和目標(biāo)的給定方向，振蕩器-探測(cè)器電路中產(chǎn)生的目標(biāo)信號(hào)的幅度是目標(biāo)與引信之間距離的函數(shù)。因此，通過適當(dāng)設(shè)置放大器的增益和閘流管上的保持偏置，可以控制工作距離。然而，距離并不是唯一需要考慮的因素。方向或方面非常重要，特別是針對(duì)飛機(jī)目標(biāo)，因?yàn)椴僮鲬?yīng)該在軌跡上的那個(gè)點(diǎn)進(jìn)行，此時(shí)最大數(shù)量的碎片將指向目標(biāo)。

對(duì)于大多數(shù)導(dǎo)彈來說，爆炸時(shí)最多的碎片大約與導(dǎo)彈軸線成直角。對(duì)于通常經(jīng)過目標(biāo)而不與目標(biāo)相交的軌跡，如果導(dǎo)彈在目標(biāo)朝最大破片密度方向引爆時(shí)發(fā)生，則有最佳的損壞機(jī)會(huì)。但是，對(duì)于與目標(biāo)相交的軌跡，導(dǎo)彈在爆炸前應(yīng)盡可能靠近目標(biāo)。因此，防空用近炸引信對(duì)方向靈敏度的基本要求是：（1）靈敏度應(yīng)為與導(dǎo)彈最大橫向破片密度相對(duì)應(yīng)的方向上的最大值，（2）沿導(dǎo)彈軸線的靈敏度應(yīng)為最小。這種類型的方向靈敏度可以通過使用導(dǎo)彈作為天線來獲得，導(dǎo)彈的軸對(duì)應(yīng)于天線的軸線。由于引信位于導(dǎo)彈的前端，這種天線通過引信前端的小電極或蓋子被激發(fā)。通過放大器增益特性，可以對(duì)引信的靈敏度模式進(jìn)行額外控制。

為了對(duì)付水面目標(biāo)，近炸引信的設(shè)計(jì)目標(biāo)是最佳的爆炸高度，這取決于目標(biāo)的性質(zhì)和導(dǎo)彈的特性。對(duì)于碎片和爆炸炸彈，這些最佳高度從10到70英尺不等，對(duì)于化學(xué)戰(zhàn)炸彈，這些最佳高度約為幾百英尺。

對(duì)于用于地面進(jìn)近操作的引信，希望沿炸彈軸線具有最大的靈敏度。安裝在引信中的短偶極子天線與炸彈軸線橫向安裝，具有這種靈敏度。

還發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)計(jì)放大器來補(bǔ)償向前方向輻射靈敏度的明顯降低，可以從帶有軸向天線的引信中獲得相當(dāng)好的地面接近性能。例如，陡峭的接近角通常意味著具有較高多普勒頻率的高接近速度。因此，陡峭方法的輻射靈敏度損失可以通過增加更高多普勒頻率的放大器增益來補(bǔ)償。

引信中的振蕩器使用微型三極管，放大器使用五極管。一些引信使用單獨(dú)的探測(cè)器電路和一個(gè)微小的二極管來提供所需的整流。一個(gè)微型的甲狀腺作為觸發(fā)劑，一個(gè)專門開發(fā)的電雷管啟動(dòng)爆炸動(dòng)作。

在后來的引信模型中，為電子電路供電的能量是從小型發(fā)電機(jī)獲得的。這是由導(dǎo)彈氣流中的風(fēng)車驅(qū)動(dòng)的。整流器網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)壓器也是電源的重要組成部分。

無線電接近引信的布防和安全特性與電源密切相關(guān)。這是一個(gè)自然程序，因?yàn)樵谔峁╇娔苤埃娮釉O(shè)備是不工作的。布防無線電近炸引信（發(fā)電機(jī)型）包括以下操作：（1） 拆除釋放風(fēng)車的布防線，使其在氣流中轉(zhuǎn)動(dòng)（炸彈引信），或啟動(dòng)后退裝置，釋放發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸，使其轉(zhuǎn)動(dòng)（火箭和迫擊炮彈引信），（2） 發(fā)電機(jī)操作以向引信電路提供能量， （3）在對(duì)應(yīng)于一定空氣行程的葉片匝數(shù)后將電雷管連接到電路中，以及（4）拆除雷管和助推器之間的機(jī)械屏障，在此之前雷管爆炸不會(huì)爆炸助推器。通常，操作（3）和（4）通過同一設(shè)備的運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生。

此外，除非引信發(fā)生器迅速轉(zhuǎn)動(dòng)，否則引信完全失效，這提供了額外的安全保障。啟動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的最低空速約為 100 英里/小時(shí)。

二戰(zhàn)中無線電近炸保險(xiǎn)絲（VT）的意義和背景

無線電接近，或炮彈的VT引信，顯而易見，對(duì)在歐洲和太平洋成功起訴戰(zhàn)爭(zhēng)做出了重大貢獻(xiàn)。它的開發(fā)、生產(chǎn)和軍事用途是對(duì)研究小組、工業(yè)組織和軍事部門持續(xù)有效合作的杰出貢獻(xiàn)。

在軍械術(shù)語(yǔ)中，引信是引爆炸藥的炮彈的一部分。理想的引信會(huì)在最有利的位置引爆炮彈，對(duì)目標(biāo)造成最大的傷害。

在戰(zhàn)爭(zhēng)初期，令人不安的是，現(xiàn)代軍用飛機(jī)所能達(dá)到的速度、機(jī)動(dòng)性和高度提供了一種攻擊方法，而目前可用于高射炮的引信相對(duì)無效。即使雷達(dá)在指揮高射炮方面取得了改進(jìn)，但擊中難以捉摸的攻擊機(jī)的可能性降低使得防御飛機(jī)的問題對(duì)于一個(gè)卷入戰(zhàn)爭(zhēng)的國(guó)家來說變得極其緊迫。

影響力或近炸引信的概念并非獨(dú)一無二，早在1940年之前，美國(guó)和國(guó)外的許多人就已經(jīng)獨(dú)立提出了這一概念。然而，實(shí)際研制這類引信的障礙似乎是不可逾越的。許多目睹防空演示的技術(shù)傾向者都玩弄了近炸引信的想法。飛機(jī)的目標(biāo)區(qū)域很小，加上它在空間中的孤立，實(shí)際上迫使人們考慮在飛機(jī)附近引爆引信。

時(shí)間引信和接觸引信的固有缺點(diǎn)刺激了這種猜測(cè)。第一種類型是在射彈離開槍后的特定時(shí)間引爆彈丸，已被廣泛用于對(duì)付飛機(jī)和人員。然而，使用時(shí)間引信不僅需要事先計(jì)算從槍到飛機(jī)的飛行時(shí)間，而且每個(gè)引信都要“設(shè)定”在這個(gè)時(shí)間。即使是輕微的設(shè)置錯(cuò)誤也會(huì)導(dǎo)致彈丸在距離目標(biāo)無害的距離處爆炸。

接觸式引信彈丸作為防空裝置的價(jià)值也是有限的，因?yàn)樗仨氃谝皩?shí)際擊中目標(biāo)。隨著射程的延長(zhǎng)，這變得越來越困難。

軍械專家早就認(rèn)識(shí)到，如果爆炸性射彈能夠配備引信，而引信會(huì)受到目標(biāo)的影響，其效能將大大提高。例如，當(dāng)防空彈進(jìn)入飛機(jī)的致命射程內(nèi)時(shí)會(huì)自動(dòng)引爆，這將簡(jiǎn)化火控技術(shù)并且非常有效。

盡管發(fā)明者在戰(zhàn)前和戰(zhàn)爭(zhēng)年代都提出了幾乎所有可能的近炸引信類型，但他們未能指出如何令人滿意地克服巨大的開發(fā)和工程困難。這種引信要用于火炮目的，除了在飛行中經(jīng)歷高旋轉(zhuǎn)率外，還必須能夠承受從槍射擊時(shí)的加速?zèng)_擊。許多國(guó)家都頒發(fā)了許多關(guān)于接近裝置的專利，但這些專利也沒有說明發(fā)明將如何制造。

英國(guó)科學(xué)家至少早在1939年就已經(jīng)在研究火箭和炸彈的近炸引信裝置。繳獲的文件表明，德國(guó)在近炸引信開發(fā)方面的工作始于1930年代初，當(dāng)歐洲戰(zhàn)區(qū)的敵對(duì)行動(dòng)結(jié)束時(shí)仍在進(jìn)行中。

簡(jiǎn)而言之，近炸引信的“想法”沒有什么獨(dú)特之處。人們?cè)缇驼J(rèn)識(shí)到各種類型的近炸引信是可行的。美國(guó)的成就是實(shí)際開發(fā)了一種可以發(fā)揮作用的近炸引信，并且可以通過大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)制造。

用于射彈的近炸引信（VT）的開發(fā)-VT引信Mks 32至60

介紹

1940年夏天，國(guó)防研究委員會(huì)成立后不久，開始研制近炸引信。初步開發(fā)由國(guó)家發(fā)改委A司T科承擔(dān)。最初的項(xiàng)目目標(biāo)非常廣泛;即，為火箭、炸彈和射彈開發(fā)任何類型的近炸引信（無線電、聲學(xué)、光電、靜電、紅外線等）。這樣的項(xiàng)目被海軍分配給了T部分。

在該項(xiàng)目開始時(shí)，主要目標(biāo)是提供更好的飛機(jī)防御。為此目的使用近炸引信的方法包括用于空對(duì)空轟炸的炸彈、火箭的使用和射彈的使用。大約在該項(xiàng)目開始時(shí)，據(jù)悉英國(guó)一直在開發(fā)近炸引信，其中一些被認(rèn)為相當(dāng)有希望用于炸彈和火箭。英國(guó)曾考慮過將引信用于射彈，但認(rèn)為至少在第二次世界大戰(zhàn)期間，制造這種引信足夠堅(jiān)固以承受槍擊的技術(shù)困難是無法克服的。

雖然最初的項(xiàng)目涵蓋了所有類型的近炸引信，用于火箭、炸彈和射彈，但海軍的主要興趣是海軍 5“/38 彈丸的近炸引信，因?yàn)檫@種武器是海軍的主要防空武器。T節(jié)一開始就把發(fā)展彈丸引信作為首要目標(biāo)，并進(jìn)行了調(diào)查，以實(shí)現(xiàn)電子部件等足夠堅(jiān)固，以便用槍射擊。到1941年春，無線電型彈丸引信的工作已經(jīng)發(fā)展到在看來最有前途的引信類型，當(dāng)時(shí)T科放棄了對(duì)其他類型的近炸引信的研究工作，完全集中在無線電型射彈近炸引信上。這一發(fā)展最終導(dǎo)致了目前類型的射彈無線電近炸引信，也是本報(bào)告所關(guān)注的發(fā)展。

除了美國(guó)海軍對(duì)彈丸近炸引信感興趣外，英國(guó)和美國(guó)陸軍也感興趣。達(dá)成協(xié)議，所有射彈近炸引信工作將由海軍和T科進(jìn)行。陸軍也加入了近炸引信計(jì)劃，但根據(jù)這些協(xié)議，陸軍集中精力制造火箭和炸彈的近炸引信。英國(guó)還在加拿大開始了一些關(guān)于英國(guó)射彈近炸引信的工作，這一發(fā)展是與T節(jié)計(jì)劃合作進(jìn)行的。當(dāng)時(shí)，彈丸近炸引信發(fā)展的優(yōu)先事項(xiàng)如下：

（1）美國(guó)海軍，（2）英國(guó)海軍，（3）美國(guó)陸軍，（4）英國(guó)陸軍。

第一個(gè)發(fā)展是引信，稱為VT引信Mk 32，用于海軍5“ / 38。這一發(fā)展之后對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改，以允許將彈丸引信適應(yīng)英國(guó)海軍火炮，美國(guó)陸軍火炮和英國(guó)陸軍火炮。當(dāng)時(shí)的主要目標(biāo)是提供更好的飛機(jī)防御;因此，正在開發(fā)的引信都是防空引信。有人考慮使用近炸引信來實(shí)現(xiàn)地面上的空氣爆炸，以進(jìn)行殺傷人員工作等，但直到1942年底，才對(duì)近炸引信的使用給予了很大的重視。近炸引信的這種使用必然需要大量的引信。因此，它的實(shí)現(xiàn)不僅取決于設(shè)計(jì)小到足以用于陸軍射彈，而且足夠簡(jiǎn)單，可以大量生產(chǎn)。開發(fā)的第一個(gè)引信是用于32英寸/5的Mk 38，太大，難以生產(chǎn)，無法用于此目的。不斷努力減小尺寸和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，最終導(dǎo)致了適合這種用途的Mk 45的開發(fā)，并因此將重點(diǎn)放在野戰(zhàn)炮兵的使用上。

開發(fā)和測(cè)試,射彈無線電近炸引信的最初開發(fā)是由華盛頓卡內(nèi)基研究所地磁司發(fā)改委T科進(jìn)行的。設(shè)計(jì)探測(cè)物體接近的電路的問題很簡(jiǎn)單，而且引信似乎可以按照相同的原理工作，只要電路可以做得足夠小，可以包含在射彈中，并且足夠堅(jiān)固以承受槍的射擊。從一開始，真空管的發(fā)展似乎足以滿足這一目的，這將是最難解決的問題。1940年末，人們用商用真空管安裝在塊狀中，然后掉落在混凝土或裝甲板上，以測(cè)試堅(jiān)固性。令人驚訝的堅(jiān)固程度是顯而易見的，似乎有理由希望開發(fā)堅(jiān)固的真空管的問題并非不可克服。由于這些管子也需要非常小的尺寸，因此使用市售的小型助聽器類型的管子進(jìn)行了研究。其中包括雷神和Hytron助聽器類型。由于管子的玻璃破裂也是一個(gè)問題，因此開始研究灌封管子以保護(hù)玻璃的方法。同樣，開始改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)和安裝方法，以實(shí)現(xiàn)更好的機(jī)械強(qiáng)度。

人們很快決定，測(cè)試管子和其他部件堅(jiān)固性的最佳方法是實(shí)際射擊，然后從槍上射擊并恢復(fù)它們以檢查故障的程度和原因。1941年初，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，將管子安裝在5英寸/ 38彈丸中的塊中，該彈丸安排用于降落傘回收。還采取了其他回收射擊手段。用一根煤氣管制成光滑的槍，安裝在農(nóng)場(chǎng)院子里，用于測(cè)試管子和部件。這把槍是垂直發(fā)射的，自制的射彈落回戰(zhàn)場(chǎng)，在那里可以回收和拆卸。這門槍后來被用于恢復(fù)射擊的陸軍37毫米炮所取代。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了電路工作。此外，功能振蕩器安裝在射彈中并發(fā)射以試圖在飛行中發(fā)揮作用。這些測(cè)試中使用了5英寸/38和37毫米火炮。無線電接收器用于嘗試在飛行過程中聽到來自振蕩器的信號(hào)。作為5英寸/38彈丸裝置的動(dòng)力源，使用了國(guó)家碳公司為炸彈引信制造的特殊電池。對(duì)于37毫米彈丸中的單元，使用國(guó)家碳素公司的最小最大電池用于B功率和筆燈電池用于A功率制造了一個(gè)特殊的電池。大約在 1941 年 37 月底，實(shí)際上在整個(gè)飛行過程中都能聽到用 37 毫米火炮發(fā)射的振蕩器。

到 1941 年 37 月，電路工作已經(jīng)進(jìn)行到可以制造足夠靈敏度和足夠小尺寸以包含在引信中的電路的程度。該電路由一個(gè)振蕩器、一個(gè)兩級(jí)音頻放大器、一個(gè)閘流管和一個(gè)由大力神粉末公司開發(fā)的電雷管組成，以啟動(dòng)爆炸引爆的方式連接在閘流管輸出中。由國(guó)家碳公司制造的干電池與<>毫米測(cè)試彈丸中使用的裝置類似，被用作動(dòng)力源。由T節(jié)開發(fā)的被稱為后退開關(guān)的開關(guān)用于引信中，以便在發(fā)射彈丸時(shí)關(guān)閉電池電路。電路中加入了電氣布防延遲，以防止引信布防，直到管絲加熱并且裝置在最初發(fā)射沖擊后安靜下來。振蕩器輻射射頻信號(hào)。來自該輻射場(chǎng)的一些能量將從彈丸附近的任何目標(biāo)反射回來，從而對(duì)振蕩器做出反應(yīng)，從而產(chǎn)生音頻信號(hào)，然后由放大器放大并用于觸發(fā)閘流管。閘流管輸出電路中的電雷管開始引爆輔助雷管，從而引爆炸藥。此時(shí)，開發(fā)已經(jīng)發(fā)展到布置了近炸引信的完整機(jī)械設(shè)計(jì)的地步。為了改善回收射擊設(shè)施，在馬里蘭州的Stump Neck建立了一個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)，在那里安裝了一門57毫米火炮進(jìn)行回收射擊。之所以選擇這把槍，是因?yàn)樗亲钚〉臉專l(fā)射的彈丸足夠大，可以容納容納所需部件所需的引信。為這種槍開發(fā)了特殊的回收彈丸，可用于攜帶完整的引信或攜帶任何正在測(cè)試的部件，以提高堅(jiān)固性。從這把槍發(fā)射的彈丸被安排成攜帶一個(gè)小煙撲，以指示引信的操作和電雷管的引爆。

到 1941 年 <> 月，已經(jīng)制造了一個(gè)完整的引信，可以在整個(gè)飛行過程中行駛并在軌跡末端正常工作。此時(shí)的問題主要是由于機(jī)械破損、電子管和電路的微音干擾以及電池的電壓波動(dòng)引起的引信過早起作用。對(duì)管子進(jìn)行了相當(dāng)大的垂直燒制，并對(duì)管子設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，最終產(chǎn)生了令人滿意的管子。電路設(shè)計(jì)通過整形放大器響應(yīng)等方式進(jìn)行修改，以最大程度地減少微音噪聲。電池的改進(jìn)指向更剛性的結(jié)構(gòu)，更積極的接觸等。以盡量減少來自這些來源的雜散電壓。大炮底漆的強(qiáng)度經(jīng)過改進(jìn)，因此可以使其足夠堅(jiān)固。這主要相當(dāng)于對(duì)橋線和橋線支架設(shè)計(jì)進(jìn)行的修改。

1941 年 5 月，在達(dá)爾格倫海軍試驗(yàn)場(chǎng)開始用 38 英寸/<> 彈丸進(jìn)行完整引信測(cè)試。早期的達(dá)爾格倫測(cè)試不是很成功，主要是因?yàn)闃O端過早的失敗。此時(shí)，雙燈絲三極管被用作振蕩器，人們發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)燈絲之間的節(jié)拍在放大器的音頻通帶內(nèi)設(shè)置了微音噪聲，可能是造成這種過早問題的原因。因此，振蕩器管隨后改為單燈絲類型。1941年秋天，Sylvania公司被引入管道計(jì)劃，并為改進(jìn)型管道的開發(fā)做出了巨大貢獻(xiàn)。在同一時(shí)期，在細(xì)化微型管上的玻璃質(zhì)量方面做了大量工作，并改進(jìn)了管子的灌封方法，以克服玻璃破裂故障。在此期間，RCA開始開發(fā)金屬外殼微型管以克服玻璃破裂故障，但是，制造和安裝玻璃管方法的改進(jìn)最終克服了這些管故障，金屬管的開發(fā)隨后被放棄。到1942年50月，在達(dá)爾格倫進(jìn)行了一次測(cè)試，該測(cè)試的成功率略高于1941%，被認(rèn)為足以使制造商加入該計(jì)劃。在此之前，所有測(cè)試引信的制造都是由T區(qū)設(shè)施和<>年秋天加入該計(jì)劃的Erwood公司進(jìn)行的。此時(shí)，向克羅斯利公司簽訂了開發(fā)合同，以期最終生產(chǎn)。

在所有這些早期發(fā)展時(shí)期，許多人心中仍然存在相當(dāng)大的疑問，即這種類型的近炸引信在飛機(jī)目標(biāo)周圍的位置可能沒有正確定位，無法造成最大甚至任何彈丸碎片的損害。因此，對(duì)適當(dāng)?shù)姆糯笃黝l率響應(yīng)曲線等進(jìn)行了大量研究，以實(shí)現(xiàn)影響或鄰近脈沖的正確定位。同樣，密歇根大學(xué)也被納入該計(jì)劃，并一直在做小規(guī)模的模型工作來研究這些不同的特征。從實(shí)驗(yàn)室調(diào)查來看，似乎已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了爆發(fā)的正確方向性或定位，但在1942年春天，決定對(duì)全尺寸模型進(jìn)行測(cè)試，以確定接近爆發(fā)的有效性。因此，1942 年 5 月，在北卡羅來納州帕里斯島進(jìn)行了一次試驗(yàn)，其中向懸掛在氣球下方的全尺寸飛機(jī)目標(biāo)發(fā)射了 38“彈丸中的近炸引信。對(duì)這次試驗(yàn)結(jié)果的分析似乎表明，引信是有效的，盡管仍然存在一些問題，因?yàn)樗褂玫纳鋸検呛谏鹚幯b載的，這導(dǎo)致爆炸有點(diǎn)晚，并使爆炸模式略微落后于目標(biāo)。然而，對(duì)黑火藥裝載引起的發(fā)射延遲的測(cè)量似乎消除了這種差異。在后來使用黑火藥裝載的此類試驗(yàn)中，引信線被釋放，以便在彈丸內(nèi)建立足夠的內(nèi)部壓力時(shí)，引信將立即吹出而不是延遲。

在所有這些早期發(fā)展過程中，一個(gè)重要的項(xiàng)目是提供足夠的安全功能，以防止引信發(fā)揮作用，直到引信行進(jìn)到槍口以外的安全距離。當(dāng)然，使用輔助雷管[輔助雷管]可以防止膛爆，但不能保證槍口外不會(huì)發(fā)生爆裂。這一安全特性是通過將機(jī)械鐘作為引信的一個(gè)部件加以實(shí)現(xiàn)的，其布置是為了防止引信在發(fā)射后約3/10至5/10秒的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)揮作用。所有早期的測(cè)試都是使用僅包含遙控延遲的引信進(jìn)行的。直到1942年中期，才終于開發(fā)出令人滿意的安全時(shí)鐘。最終開發(fā)的設(shè)計(jì)被稱為Mk 1時(shí)鐘，或多或少是對(duì)Mk 18時(shí)間引信機(jī)芯的修改。當(dāng)這一發(fā)展最終實(shí)現(xiàn)時(shí)，令人滿意的近炸引信的所有基本部件都已具備。因此，他們計(jì)劃從海軍艦艇上進(jìn)行實(shí)際的無人機(jī)射擊。

這次針對(duì)無人機(jī)的近炸引信 5“/38 彈丸的試射于 1942 年 55 月在克利夫蘭巡洋艦 [CL-1942] 上進(jìn)行。這次試驗(yàn)的結(jié)果完全令人滿意，因此，克羅斯利公司于32年1942月開始全面生產(chǎn)近炸引信。早期的生產(chǎn)受到許多困難的困擾，但最終生產(chǎn)出令人滿意的材料。這種引信被命名為Mk 50，于1943年<>月和<>月交付給艦隊(duì)，第一架日本飛機(jī)于<>年<>月被巡洋艦[USS]Helena 用近炸引信彈擊落。

1942年初，人們顯然注意到，近炸引信的復(fù)雜性如此之高，以至于其成功制造在很大程度上需要非常仔細(xì)和廣泛的質(zhì)量控制程序。雖然軍械局正在設(shè)立一個(gè)組織來處理近炸引信方案，但它不具備充分處理方案這一階段的設(shè)施，因此，要求T科負(fù)責(zé)質(zhì)量控制以及近炸引信的工程和開發(fā)。T科承擔(dān)了這一責(zé)任，因此不得不大大擴(kuò)展其設(shè)施。1942年<>月，T科脫離發(fā)改委，直接隸屬于OSRD（科學(xué)研究和發(fā)展辦公室），成為OSRD科T科。此時(shí)，T部分也從華盛頓卡內(nèi)基研究所的地磁系轉(zhuǎn)移出來，該系沒有足夠的設(shè)施進(jìn)行這種擴(kuò)展，并建立在約翰霍普金斯大學(xué)下屬的馬里蘭州銀泉的一個(gè)新實(shí)驗(yàn)室中，該實(shí)驗(yàn)室與OSRD簽訂了進(jìn)行近炸引信工作的合同。該實(shí)驗(yàn)室被稱為約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室。

由于近炸引信開發(fā)的第二個(gè)優(yōu)先事項(xiàng)是英國(guó)海軍射彈的防空引信，因此自1942年夏天以來一直在進(jìn)行為此使用引信的工作。由于英國(guó)炮彈在裝有引信的前端直徑較小，這個(gè)問題主要相當(dāng)于將Mk 32引信的尺寸縮小到較小的直徑。

在最初的英國(guó)要求中，它打算在引信中包括一個(gè)可調(diào)節(jié)的自毀裝置，以避免啞彈落回友好裝置周圍。為此，開始設(shè)計(jì)包含此功能的機(jī)械鐘。由于這一要求，英國(guó)引信的原始機(jī)械設(shè)計(jì)，最終被稱為Mk 33，與Mk 32的機(jī)械設(shè)計(jì)有些不同，盡管各個(gè)部件的基本組裝與Mk 32非常相似。這種時(shí)鐘的發(fā)展進(jìn)展不是很快，因此最終被放棄，英國(guó)的Mk 33引信在沒有包括此功能的情況下生產(chǎn)出來。

總的來說，英國(guó)引信的所有工作都與海軍 Mk 32 引信的工作平行。大約在1942年秋天，與美國(guó)無線電公司簽訂了生產(chǎn)這些引信的合同，在1943年第一年之后不久，伊士曼柯達(dá)公司也被納入了這種引信的計(jì)劃。Mk 33的早期工作相當(dāng)不令人滿意，盡管生產(chǎn)速度很小，但一段時(shí)間內(nèi)無法獲得可接受的材料。大約在1943年33月，制定了一個(gè)緊急計(jì)劃，以解決Mk 1943引信中剩余的困難，希望在4年夏末之前獲得令人滿意的材料。到當(dāng)年5月，引信的生產(chǎn)相當(dāng)令人滿意，并開始向英國(guó)交付。這種引信是專門為航空母艦上攜帶的英國(guó)5英寸.25火炮設(shè)計(jì)的。此外，還設(shè)想引信也可以用于英國(guó)5英寸.25海軍火炮，但由于該槍對(duì)引信的處理更為嚴(yán)厲，引信當(dāng)時(shí)在<>英寸.<>英國(guó)火炮中使用并不令人滿意。除了為英國(guó)人開發(fā)Mk 33引信外，還生產(chǎn)了另一種稱為Mk 41的引信。后一種引信主要是為驅(qū)逐艦上攜帶的英國(guó)4英寸火炮設(shè)計(jì)的，與Mk 33的不同之處在于它的尺寸仍然更小。這是必要的，因?yàn)?英寸彈丸太小，無法容納Mk 33引信，并且仍然留下足夠的炸藥量。引信的設(shè)計(jì)或多或少與Mk 33相似，只是機(jī)械鐘后裝安全裝置被一種更新的裝置所取代，該裝置包含一個(gè)汞開關(guān)以提供布防延遲。同樣，在閘流管的點(diǎn)火回路中提供RC電延遲的點(diǎn)火聚光鏡，與機(jī)械鐘后部配件一起安裝在一個(gè)塊中，必須放置在該引信的放大器部分。

這些引信與美國(guó)海軍Mk 32的第二個(gè)區(qū)別是，Mk 32引信中使用的干電池不能做得足夠小，無法裝入Mk 33和Mk 41引信，并且仍然保持足夠的壽命特性。這么小的干電池是實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)和使用的，但它的保質(zhì)期不超過兩三個(gè)月，對(duì)于這種引信來說完全不夠。因此，隨著英國(guó)引信的開發(fā)，還開始研究一種稱為備用電池的新型電池，這是一種濕電池，在電池內(nèi)的玻璃安瓿[密封的小球狀玻璃容器]中含有活性電解質(zhì)，直到安瓿在挫折時(shí)破裂并且電解液分布在電池板上之前，電池才被激活。這一開發(fā)是在OSRD的T部分的監(jiān)督下在國(guó)家碳公司進(jìn)行的。開發(fā)這種電池的主要問題之一是提供一種支撐安瓿的方法，以便電池足夠堅(jiān)固，可以正常處理，但允許安瓿在挫折時(shí)破裂。這最終是通過安裝在電池安瓿下方的各種斷路器機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。

Mk 41引信的開發(fā)也比Mk 33引信晚一些，因?yàn)樵O(shè)計(jì)這種引信的英國(guó)4英寸火炮比其他英國(guó)火炮遭受了明顯更高的挫折。到1943年4月，這種引信的機(jī)械困難終于被克服，這些引信也提供給了英國(guó)。

英國(guó)引信開發(fā)特有的各種問題如下：引信最初設(shè)計(jì)為在很大程度上依賴于灌封介質(zhì)，即用于支撐振蕩器束的蠟。這似乎在寒冷的天氣里工作得很令人滿意，當(dāng)蠟很硬時(shí)，但在高溫下，蠟足夠軟化，以至于這種支撐不足。通過將振蕩器組件剛性固定在塑料鼻端來克服這一點(diǎn)。Mk 33引信中使用的后部安裝安全裝置基本上是Mk 1中使用的Mk 32安全裝置的縮小版，在遇到的彈丸旋轉(zhuǎn)時(shí)沒有工作。這些后部配件的測(cè)試都是在比射彈中遇到的更高的旋轉(zhuǎn)下完成的，并沒有出現(xiàn)這種麻煩。后來發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)配件進(jìn)行了輕微修改，并更改了測(cè)試程序以檢查與彈丸旋轉(zhuǎn)相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)裝置，克服了這個(gè)麻煩。雷神電子管被用于伊士曼柯達(dá)公司制造的型號(hào)中，并帶來了相當(dāng)大的麻煩。通過改進(jìn)云母中管元件的支撐，改進(jìn)的焊接技術(shù)以及其他類似的修改，克服了這一點(diǎn)。還發(fā)現(xiàn)，引信的天線帽和無線電電路之間的焊接連接在發(fā)射時(shí)經(jīng)常熔化，使連接分離，造成間歇性連接，導(dǎo)致過早。后來了解到，盡管此時(shí)尚未完全認(rèn)識(shí)到，這種熔化是由彈丸在空氣中行進(jìn)時(shí)空氣摩擦產(chǎn)生的熱量引起的。在這個(gè)尖頭上，嘗試了防水程序，包括用蠟和vistanex混合物制成的蠟涂在引信鼻子上。這種蠟涂層充分保護(hù)了焊點(diǎn)免受熱量的影響，從而克服了這一麻煩。

在整個(gè)開發(fā)期間，還開展了進(jìn)一步減小引信尺寸的工作。到1943年春天，一種比Mk 41更小的新型號(hào)已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，并且正在努力證明它的最終用途。這種新的小型引信，后來被稱為Mk 45，看起來足夠小，足夠簡(jiǎn)單，可以制造以滿足陸軍野戰(zhàn)炮兵的使用要求。因此，陸軍開始對(duì)使用這種引信來獲得針對(duì)人員等的空爆非常感興趣。除了用作防空武器外，還帶有榴彈炮。到1943年4月，這種引信已經(jīng)成功進(jìn)行了測(cè)試，并開始在克羅斯利公司生產(chǎn)。

雖然英國(guó)Mk 33和Mk 41引信的生產(chǎn)在1944年初終止，但預(yù)計(jì)到1944年底，英國(guó)的要求將需要再次得到滿足。英國(guó)人特別急于獲得新型號(hào)的引信，其中包含美國(guó)海軍引信中的改進(jìn)，特別是AVC波浪保護(hù)。因此，還開發(fā)了另外兩個(gè)引信，稱為Mk 56和Mk 60，它們是對(duì)Mk 45基本設(shè)計(jì)的修改，專門用于英國(guó)海軍火炮。Mk 56將用于英國(guó)海軍的4英寸和5英寸.25火炮，Mk 60將用于英國(guó)海軍4英寸火炮和一些4英寸.7火炮。這些引信基本上類似于Mk 53和Mk 58美國(guó)海軍引信，這里的開發(fā)計(jì)劃主要相當(dāng)于相應(yīng)海軍類型的開發(fā)的擴(kuò)展。Mk 56引信最終于1944年秋天生產(chǎn)并交付。這種引信也受到原始Mk 53的鼻蓋焊料熔化失敗的困擾，在英國(guó)的情況下，第一次嘗試通過使用Cerese和vistanex蠟涂層以及后來嘗試膠合塑料蓋來固化它。Mk 60引信以所謂的“無蓋”設(shè)計(jì)交付給英國(guó)，因此沒有這種困難。

有美國(guó)海軍引信的主要弱點(diǎn)是它們的儲(chǔ)存壽命不足。用備用電池替換Mk 32引信中使用的原始干電池，克服了電池劣化造成的壽命特性弱點(diǎn)。然而，引信本身由于防潮和防潮保護(hù)不足而變質(zhì)，特別是在熱帶儲(chǔ)存條件下。這種故障可以肯定地歸結(jié)為電路中使用的冷凝器的劣化，這是由于水分進(jìn)入造成的。目前正在進(jìn)行的一項(xiàng)主要工作是改進(jìn)引信防水性，以克服這種壽命失效的根源。這些保險(xiǎn)絲的第二個(gè)弱點(diǎn)是AVC或波抑制功能并不像預(yù)期的那樣完全成功。目前的AVC引信確實(shí)允許在波浪上使用適度的低度，但需要進(jìn)一步改進(jìn)波浪保護(hù)。這些引信的第三個(gè)需要改進(jìn)的特點(diǎn)是，目前裝有汞開關(guān)后裝的后裝安全裝置非常依賴于彈丸旋轉(zhuǎn)來限制操作時(shí)間;因此，目前的后部配件都不能用于不同彈丸旋轉(zhuǎn)的不同彈丸。這需要為每種特定用途安裝一個(gè)特殊的后部配件，并防止一個(gè)引信中的一個(gè)配件被用于一個(gè)不同裝藥的單個(gè)射彈中;例如，5“/38 在服役或降低收費(fèi)。同樣，保持制造公差的問題也非常關(guān)鍵。這些引信的總體性能得分，如果是新的，平均從70%到80%不等，但過早失效仍然高于預(yù)期水平。

美國(guó)陸軍引信的生產(chǎn)現(xiàn)已終止。然而，相當(dāng)大的發(fā)展仍在進(jìn)行中。陸軍手頭積壓了大量現(xiàn)有類型的引信，這些引信是可用的，但有一些固有的局限性，這些新的事態(tài)發(fā)展希望克服這些限制。美國(guó)陸軍引信的主要局限性之一是，沒有積極的手段可以防止過早發(fā)生在陸軍部隊(duì)的頭上。同樣，當(dāng)空中觀察飛機(jī)附近發(fā)射近距離引信時(shí)，它們也經(jīng)常處于危險(xiǎn)之中。同樣，這些引信都相對(duì)容易受到敵人的反擊。雖然尚未遇到這種失敗，但毫無疑問，它將在未來遇到，并且正在進(jìn)行大量工作，以改善這些引信對(duì)敵方對(duì)策的保護(hù)。生產(chǎn)的一些模型比第一個(gè)模型相對(duì)不那么脆弱，但即使這些模型仍然比它們應(yīng)該的更脆弱。

英國(guó)人的所有引信工作都已終止。英國(guó)自己也在自己的近炸引信方面進(jìn)行了大量工作，但如果美國(guó)海軍再次為英國(guó)射彈開發(fā)近炸引信，這些發(fā)展將與美國(guó)海軍射彈的發(fā)展密切相關(guān)。從生產(chǎn)角度看，主要問題之一是必須非常仔細(xì)和廣泛的質(zhì)量控制程序才能保持令人滿意的引信質(zhì)量。這是真的，因?yàn)槟壳暗闹圃煲?guī)范，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試等。不足以保證引信在服役使用中令人滿意的性能。除了所有實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)外，還依靠實(shí)際點(diǎn)火試驗(yàn)來確定引信性能。但目前還不可能完全模擬實(shí)驗(yàn)室、裝卸和積載或燃燒測(cè)試中服務(wù)條件的各個(gè)方面。因此，除了滿足所有制造規(guī)格和測(cè)試外，還必須非常仔細(xì)地控制部件質(zhì)量和一般制造質(zhì)量，以確保引信質(zhì)量。

由于這些困難，迄今為止，所有引信都是在按照本規(guī)格生產(chǎn)的所有引信的付款基礎(chǔ)上采購(gòu)的，無論最終的服務(wù)性能能否得到保證，并且通過認(rèn)真跟蹤質(zhì)量控制程序來保持質(zhì)量。這些質(zhì)量控制程序迄今由約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行，但已采取步驟將這一責(zé)任以及建議接受使用引信的責(zé)任移交給海軍軍械實(shí)驗(yàn)室。此外，還正在制定規(guī)格，以保證引信的最終性能，以便制造商能夠承擔(dān)生產(chǎn)令人滿意的引信供最終服務(wù)使用的責(zé)任。

編輯：黃飛

?