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二战中的航空新武器和新技术
作者:杨铁虎    文章来源:人民网    点击数:    更新时间:2005-12-28 【字体:

  武器装备作为军事变革成果的一大标志,在第二次世界大战中发生了深刻的变化,尤其是航空新武器和新技术的涌现对战争的进程起了相当大的作用。

  蓝天上的火眼金睛:机载雷达

  雷达是一种利用电磁波探测目标的电子装备,它发射电磁波照射目标并接收其回波,由此来发现目标并测定位置、运动方向和速度及其它特性。

  很难说涉及究竟谁是第一部雷达发明人。但现在人们普遍认为最早投入实用的军用雷达是由英国研制的。其中英国科学家罗伯特·沃森-瓦特起了关键性的作用。沃森-瓦特当时任英国国家物理实验室无线电研究室主任,20世纪30年代初曾领导利用无线电波探测电离层的研究,他使用阴极射线管接收和显示无线电回波,并计测电波从发射到反射回来的时间,从而确定电离层的高度。1935年1月,当他受英军委托研究利用电波探测空中飞机的装置时,充分利用已取得的研究成果,迅速研制出对空警戒雷达的试验装置。2月26日,沃森-瓦特为军事部门领导人进行雷达表演,雷达探测到了16公里外的飞机。后来经过改进,到1936年1月,沃森-瓦特雷达探测距离已达120公里。 鉴于雷达所具有的受天候的影响小、观测距离较远等优点,为了对付夜间上浮的德国潜艇,英国人决定将雷达搬上飞机。1937年7月,世界上第一部机载雷达由英国科学家爱德华·鲍恩领导的研究小组研制成功。鲍恩等人从1935年开始研制机载雷达。在1937年年中研制出一部小型雷达,并把它安装在一架双发动机的安桑式飞机上――这架安桑式飞机便成为最早载有雷达的飞机。7月至9月,机载雷达进行了多次试验,证明它可探测到16公里以外的水面舰艇。

  1939年第二次世界大战爆发后不久,面对纳粹潜艇战和对巩固空袭的威胁临近,鲍恩博士主持研制的ASV Mk1/ Mk2型机载对海搜索雷达和A1型机载夜间载击雷达正式装备英国,成为世界上首批实用机载雷达。它们采用的是米波波段。后来又对这两种雷达进行了多次改进,在打击德国潜艇和夜间轰炸机的战斗中发挥了重要作用。

  为了能够对付德国空军夜袭的飞机,英国人发明成功截击雷达后不久,就开始研制一种专门的夜间战斗机。英国人对一种双发轰炸机进行改型设计,加装了当时英国最机密的夜间截击雷达,开发出世界上第一种夜间截击机――“英俊战士”夜间战斗机。该机于1939年7月首飞成功,1940年11月19日第一次在夜间击落了德国空军的轰炸机,首开用机载雷达拦截并击落敌机的先河。

  随后,德国空军以牙还牙,1943年10月,德国人开始在飞机上试验“利喜顿斯泰恩”机载雷达。装有这种新型机载设备的德国战斗机开始给空袭德国的盟军飞机带来很大麻烦,不少飞机被击落。

  1940年2月,英国人研制成功多腔磁控管,为机载雷达跨入微波波段创造了重要的条件。英、美的国际合作使雷达技术与生产迅速取得成效,并在1942年开始批生产。

  尽管早期的机载雷达体积和重量均很大,探测距离较短,且可靠性也很差,但它们总算是使飞机具备了全天候能力,可以在夜间和复杂气象条件下作战,因此,主要航空大国装备机载雷达的飞机越来越多,它们击落的敌机数量也节节攀升。第二次世界大战中比较著名的夜间战斗机型号有英国的哈维兰“蚊”式Mk,德国的He.219a-2/R1、容克斯Ju.88g-7、道尼尔Do.217N-2,美国的P-61、P-70等。

  第二次世界大战末期,美国海军太平洋舰队在向日本本土逐步推进时,遭受了日军“神风”特攻队自杀式的疯狂攻击,舰船损失很大。

  为了改善舰队的对空警戒能力,扩大其对海上目标的监视范围,尽可能远地发现和拦截日军的自杀性飞机,1944年美国海军开始了用空中预警机取代雷达警戒舰的研究,一部AN/APS-20型雷达被安装在一架TBM“复仇者”式舰载鱼雷攻击机上,将其改装成TBM-3W型预警机。试验获得成功后,1945年3月,TBM-3W型预警机正式配备到航母上。该型机也就成为了世界上第一架实用的空中预警机。

  制导武器的萌芽:导弹

  导弹是20世纪40年代开始出现的武器。第二次世界大战后期,德国首先在实战中使用了V-1和V-2型导弹, 在不到一年的时间內,发射了V—1型导弹10000余枚和V—2型导弹4000余枚从欧洲西岸隔海轰炸英国。

  1942年12月,德国研制的一种飞航式火箭获得成功。这种火箭被命名为V-1型导弹。1944年6月12日,德国使用“第三帝国的秘密武器”——V1型飞航式地对地导弹袭击了英国首都伦敦,这是世界上首次在实战中使用导弹。 制导武器的出现是武器发展史上的一个重要转折点。V-1型导弹总质量2200公斤,弹长7.6米,最大直径0.82米,翼展5.3米,使用脉冲式空气发动机,战斗部装药700千克,以550~600公里/时的速度航行时航程可达370公里,飞行高度2000米。发射时用弹射器弹射升空,然后按预定弹道自动操纵导弹飞行。

  1942年10月13日,德国首次成功地发射了人类历史上第一枚弹道导弹 ——V-2,并于1944年9月6日首次投入作战使用。第二次世界大战期间,先后有约4300多枚V-2导弹袭击了英国、荷兰安特卫普港和其他目标,破坏严重。V-2是单级液体火箭,全长14米,质量为13吨,箭体直径1.65米,最大射程320公里,发动机熄火高度96公里,飞行时间约320秒,命中精度圆公算偏差5公里,有效载荷约l吨。其动力系统选用液氧/酒精液体火箭发动机,推力为260千牛(合26.5吨力),最长工作时间68秒。其控制系统使用带程序装置和陀螺积分仪的自主式陀螺控制系统。V-2型导弹对以后导弹技术的发展起了重要的先驱作用。

  德国还研制了“龙胆草”、“莱茵女儿”、“瀑布”地空导弹,X-4型空空导弹,Hs293A1型空对面导弹以及某些型号的反坦克导弹,但大多没有投入使用。

  X-4是世界上第一种空空导弹,于1944年4月研制成功。它采用有线制导的方式,全长1.98米,弹翼翼展0.76米,在其尾部设有4个对称的X型安定面,动力装置为太液体火箭发动机,最大飞行速度900公里/小时,最大射程约2400米,使用高度6400米。

  1940年,德国亨舍尔公司开始将SC-500型普通航空炸弹装上轻质合金的弹翼和尾翼,改装成了滑翔炸弹HS293V2型滑翔炸弹,于1940年5月制成,攻击距离有所提高。1940年7月Hs293V3可控滑翔炸弹研制成功,即在弹上和载机上分别安装无线电指令接收和发射系统,使炸弹具有机动攻击能力。12月又将液体火箭发动机加挂在Hs293V3腹下,克服了航程短的弱点,试制成Hs293AO。1940年12月17日,Hs293AO在佩内明德试飞成功。1943年7月,该弹在安装了最新研制成功的固体火箭发动机后试验成功,成为世界上第一种实战化的空舰导弹Hs293A1。由He111,He117,Do217,Fw200携带。Hs293A1一共生产2300余枚,击沉盟军舰船数十艘。在无干扰的情况下命中率约40%。导弹武器的问世,改变了现代战争的作战样式。

  开创喷气时代:喷气式发动机

  活塞式发动机具有耗油低、成本低、工作可靠等特点,在喷气式发动机发明之前的近半个世纪内,是惟一可用的航空飞行器的动力。

  在科学技术和军事需求的推动下,二战期间,活塞式飞机的发展非常迅速,到了战争末期,其各方面的性能已几乎达到顶端:活塞式发动机的功率从9千瓦(12马力)增加到2237千瓦(3045马力),并使飞机最大速度达750公里/小时,飞行高度达13000米。

  然而,人类对更快的飞行速度的追求遇到了困难。由于速度越接近音速,飞机的阻力增幅就越大,需要发动机功率大大增加,螺旋桨提供更大的拉力,从而使其重量和体积都随之迅速增加;另一方面,在接近音速时,螺旋桨的效率会急剧下降,也限制了飞行速度的提高。要进一步提高飞行速度,尤其要达到或超过音速,必须采用新的动力装置。

  飞机发明成功后不久,便有人提出了喷气推进的设想。第二次世界大战前,英国、德国、意大利、美国、苏联等国都在积极探索喷气式发动机的原理和设计。喷气式发动机和螺旋桨发动机不同,它是靠空气和煤油燃烧后所产生的大量高温高压气体,向后喷射而推动飞机前进的。所以一般在机身前面和侧面都开有专门的进气口,机身后部留有喷口。喷气式发动机可获得较高的推重比,使飞机获得较高的飞机速度、高度和机动性能。

  1930年1月,英国皇家空军军官F·惠特尔获得了涡轮喷气式发动机的专利。1937年4月12日,由他领导研制的世界上第一台离心式涡轮喷气发动机开始进行台架试车,其推力为200多公斤(2千牛)。同年3月,德国人J·P·冯·奥亨等人设计的第一种涡喷发动机HeS-3B已经在德国空转成功。HeS-3B为轴流式喷气发动机,最大推力约500公斤。

  喷气式发动机的出现,使人类的航空事业进入了一个崭新的时代——喷气时代。

  1939年6月15日,德国的亨克尔He.176型飞机成功地进行了第一次载人喷气动力飞行,它的动力装置为1台火箭发动机。同年8月27日,德国人试制的世界上第一架涡轮喷气式飞机亨克尔He.178进行了一次划时代的试飞,动力装置为HeS-3B型发动机的改进型。1941年5月15日,英国的第一架涡轮喷气式飞机格洛斯特E28/39首飞成功,动力装置为1台W-1型发动机。1942年7月28日,德国人试制的世界上第一种实用的喷气式战斗机Me.262试飞成功,并连续创造了世界飞行速度纪录,最大平飞速度达到了850公里/小时。同年10月2日,美国也试飞了一架P-59型喷气式战斗机。

  第二次世界大战中,盟军装备使用的惟一的喷气式战斗机是英国的“流星”式战斗机,它直到战争末期才正式服役,仅配备在英国本土和比利时两地。直到大战结束,“流星”式战斗机和Me.262型战斗机也没能在空中相遇和交手。

  由于当时的技术尚未成熟,喷气式战斗机的真正崛起是在第二次世界大战结束之后。

  不见刀光剑影:电子对抗飞机

  带电子干扰设备对敌方的雷达和通信设备进行干扰的军用飞机称为电子干扰机或电子战飞机,其主要任务是使敌方的防空武器系统失效,掩护已方的攻击飞机完成任务。

  电子对抗飞机诞生于第二次世界大战。第二次世界大战中电子对抗技术最重要的发明是:利用金属丝反射电磁波原理的箔条无源干扰技术,采用发射射频噪声对雷达进行压制的有源干扰技术,对雷达的侦察和告警技术。

  为了对付敌方新出现的警戒雷达和炮瞄雷达,大战中英国、德国、美国、日本等国均研制出了早期的电子干扰装置。1939年5月,英国首先开发成功机载型电波干扰器,经过改进后于20世纪初期装在轰炸机上进行试用。1944年在对德国本土进行大规模空袭时,英国皇家空军已开始广泛地为其军用飞机配备机载型电子干扰器,用于与德军防空雷达进行电子战。

  1943年7月24日夜,英国皇家空军在轰炸德国汉堡时,首次大量投放了铝箔条。德军雷达荧光屏上出现了成千上万架英军轰炸机。结果,由791架飞机组成的轰炸机群有728架飞抵汉堡上空,成功地进行了轰炸。

  同一时期,美国陆军航空兵为了减轻德国防空部队炮瞄雷达的威胁,开始为轰炸机安装新研制成功的APT-2型无线电波干扰器,大大降低了飞机的损失率。

  此外,英国和美国还将“惠灵顿”、“安森”、B-24型轰炸机改装成电子侦察机,对德军防空系统的雷达、无线电通信系统进行侦察、定位,起到了相当重要的作用。

  第二次世界大战期间的一些电子干扰措施为战后电子对抗技术的发展奠定了基础,特别是由于防空雷达技术的发展和完善,突防轰炸机用抛洒金属丝之类“无源电子干扰”已经不能保障安全,于是出现了装电子干扰设备的专用电子干扰机。

文章录入:军闻    责任编辑:《环球展望》 
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